Enzo Filippetto
-1GLI IMPIANTI PER LA
PATINATURA DELLA CARTA
Carmignano di Brenta
1998
Voglio ringraziare le aziende che mi hanno permesso di acquisire le
informazioni che stanno alla base di questo testo e, in particolare, la
Cartiera di Ascoli Piceno e la Marsoni di Treviso, che producono
carte LWC, e la Cartiera di Carmignano di Brenta, che produce
carte speciali (anche siliconate).
Dopo aver appreso sul lavoro tante nozioni importanti sul processo di
patinatura della carta, ho deciso di raccoglierle in questo libro per
portarle a conoscenza di tutti coloro che già operano in questo settore
o che intendono intraprendere questa strada.
Un particolare ringraziamento va anche a quanti hanno collaborato
alla correzione di questo testo.
Cordialmente
Enzo Filippetto
Indice dei capitoli
Premessa ................................................................................................ 1
1 Che cos’è la patinatura...................................................................... 3
2 Cenni storici ...................................................................................... 5
3 La colorimetria .................................................................................. 7
4 La stampa rotocalco ........................................................................ 13
5 La stampa offset ............................................................................. 15
6 La stampa tipografica ...................................................................... 19
7 Come nasce una formulazione patina.............................................. 21
8 La reologia ...................................................................................... 23
9 I componenti della patina ................................................................ 31
9.1
L’acqua ....................................................................................... 31
9.2
I pigmenti .................................................................................... 31
9.3
Gli adesivi.................................................................................... 33
9.4
Gli additivi (o ausiliari).................................................................. 36
9.5
I candeggianti ottici ...................................................................... 36
9.5.1
Prodotti per la preparazione delle patine ............................... 37
9.5.1.1
Pigmenti ........................................................................ 38
9.5.1.2
Adesivi ed Additivi.......................................................... 38
10
La dispersione del caolino ........................................................... 39
11
La cucina patine .......................................................................... 45
12
Il supporto da patinare ................................................................. 51
13
La riarrotolatura ........................................................................... 53
14
Metodi di patinatura ..................................................................... 55
14.1
Size-press ................................................................................ 55
14.2
Film–press ............................................................................... 62
14.3
Bel-BaPa ................................................................................. 68
14.4
Metering-bar ............................................................................ 70
14.5
Patinatrice Massey ................................................................... 72
14.6
La patinatrice a spazzole .......................................................... 80
14.7
La patinatrice a spazzola rotante .............................................. 82
14.8
La patinatrice a pozzetto .......................................................... 85
14.9
La patinatrice a rulli livellatori.................................................... 88
14.10 La patinatrice a cilindro cromato ............................................... 90
14.11 La patinatrice a lama d’aria ...................................................... 93
14.12 La patinatrice a lama metallica ................................................. 95
14.13 La prepatinatura ..................................................................... 101
15
La patinatrice............................................................................. 111
15.1
Il cambio rotolo....................................................................... 119
15.2
L’arrotolatore.......................................................................... 125
15.3
L’unità di patinatura ................................................................ 128
15.4
La vaschetta di patinatura ...................................................... 128
15.5
Il cilindro applicatore .............................................................. 134
15.6
La testa di patinatura.............................................................. 135
15.7
L’apporto patina ..................................................................... 152
15.7.1 La regolazione con la lama raschiante (Stiff blade) ............. 152
15.7.2 La regolazione con la lama lisciante (Bent blade) ................ 153
15.8
Il Vari-Bar............................................................................... 160
15.9
L’asciugatura della carta ........................................................ 166
15.10 Le cappe ad infrarosso ........................................................... 166
15.11 Le cappe ad aria .................................................................... 171
15.12 Gli essiccatori cilindrici ........................................................... 179
15.13 I difetti della patinatura ........................................................... 184
16
Il recupero delle patine .............................................................. 187
17
L’umettatura .............................................................................. 191
18
La calandratura ......................................................................... 195
19
La bobinatura ............................................................................ 199
20
Il laboratorio tecnologico ............................................................ 209
Conclusioni .......................................................................................... 211
Bibliografia ........................................................................................... 213
Indice delle figure
Fig. 1 Lo spettro visibile ............................................................................. 10
Fig. 2 Spazio Cielab – Piano di cromaticità ................................................ 10
Fig. 3 Il triangolo dei CIE 1931 ................................................................... 11
Fig. 4 Rappresentazioni cartesiane delle riemissioni di alcuni prodotti ........ 12
Fig. 5 Rappresentazioni cartesiane delle riemissioni di alcuni prodotti ........ 12
Fig. 6 Macchina per stampa rotocalco........................................................ 14
Fig. 7 Macchina per stampa offset ............................................................. 17
Fig. 8 Macchina per stampa tipografica...................................................... 20
Fig. 9 Test della patina Sigma-alfa special ................................................. 26
Fig. 10 Altri tests della patina Sigma-alfa special........................................ 26
Fig. 11 Comportamento di un liquido perfettamente viscoso (newtoniano).. 27
Fig. 12 Flusso lamellare............................................................................. 27
Fig. 13 Comportamento di una patina dilatante .......................................... 28
Fig. 14 Comportamento di un sistema pseudoplastico ............................... 28
Fig. 15 Comportamento di un sistema tissotropico ..................................... 29
Fig. 16 Comportamento di un sistema plastico ideale................................. 29
Fig. 17 Comportamento di un sistema antitissotropico ............................... 30
Fig. 18 Schema di un impianto per la preparazione del caolino .................. 43
Fig. 19 Formulazione standard di patina per stampa rotocalco ................... 47
Fig. 20 Schema del percorso patine........................................................... 49
Fig. 21 Tine di stoccaggio patine ............................................................... 50
Fig. 22 Macchina riarrotolatrice .................................................................. 54
Fig. 23 Size press – le tre zone di contatto della carta................................ 62
Fig. 24 SYM SIZER ................................................................................... 64
Fig. 25 NEW SYM SIZER .......................................................................... 64
Fig. 26 SYM SIZER double loaded blade (large diameter rod) ................... 65
Fig. 27 Patinatrice Film Press .................................................................... 67
Fig. 28 Patinatrice Bel BaPa ...................................................................... 69
Fig. 29 Patinatrice Champelex / barra fissa ................................................ 71
Fig. 30 Patinatrice Massey......................................................................... 75
Fig. 31 Patinatrice KCM ............................................................................. 77
Fig. 32 Patinatrice KOM............................................................................. 78
Fig. 33 Patinatrice Faber ........................................................................... 79
Fig. 34 Patinatrice a spazzole .................................................................... 81
Fig. 35 Patinatrice a rullo in feltro ............................................................... 83
Fig. 36 Patinatrice a spazzola rotante ........................................................ 84
Fig. 37 Patinatrice calamaio per patinatura a flusso ................................... 86
Fig. 38 Patinatrice a calamaio - estremità della lama.................................. 87
Fig. 39 Patinatrice a rulli livellatori .............................................................. 89
Fig. 40 Patinatrice a cilindro cromato ......................................................... 92
Fig. 41 Patinatrice a lama d’aria................................................................. 94
Fig. 42 Flooded nip .................................................................................... 96
Fig. 43 Jet Fountain ................................................................................... 96
Fig. 44 Jet Fountain ................................................................................... 97
Fig. 45 Operativo ..................................................................................... 100
Fig. 46 Coating flow ................................................................................. 104
Fig. 47 Washout ...................................................................................... 106
Fig. 48 I diversi carichi ............................................................................. 107
Fig. 49 Patinatrice a 4 teste di patinatura ................................................. 108
Fig. 50 Patinatura in macchina continua .................................................. 109
Fig. 51 Patinatrice a lama metallica ......................................................... 113
Fig. 52 Patinatrice ................................................................................... 122
Fig. 53 Piegatura del foglio ...................................................................... 123
Fig. 54 Svolgitore primario e secondario .................................................. 124
Fig. 55 Giunte per il cambio rotolo ........................................................... 124
Fig. 56 Arrotolatore .................................................................................. 126
Fig. 57 Arrotolatore .................................................................................. 127
Fig. 58 Circuito della patina ..................................................................... 132
Fig. 59 Zone con assorbimento capillare.................................................. 132
Fig. 60 Patinatrice a cilindro sommerso – diagramma del flusso............... 133
Fig. 61 Patinatrice Belloit a cilindro sommerso ......................................... 142
Fig. 62 Geometria della lama ................................................................... 143
Fig. 63 Deflessione della lama ................................................................. 144
Fig. 64 Testa di patinatura ....................................................................... 144
Fig. 65 Inclinazione della lama ................................................................. 145
Fig. 66 Tipi di lama per patinatura ............................................................ 147
Fig. 67 Uso delle lame ............................................................................. 150
Fig. 68 Cambio della lama ....................................................................... 151
Fig. 69 Sistema di misurazione dello strato patina e regolazione della lama
......................................................................................................... 156
Fig. 70 Sistemi di lavoro .......................................................................... 157
Fig. 71 Regolazione del profilo................................................................. 158
Fig. 72 Sistema di regolazione automatica del profilo ............................... 159
Fig. 73 Stazione di patinatura con vari-bar ............................................... 162
Fig. 74 Angoli per l'asporto della patina.................................................... 164
Fig. 75 Risultato della distribuzione patina ............................................... 165
Fig. 76 Diagramma delle variazioni del lucido .......................................... 165
Fig. 77 Schema distribuzione e rimozione acqua ..................................... 168
Fig. 78 Quantità d'acqua da evaporare in funzione della % di solidi .......... 169
Fig. 79 Regolazione del profilo delle cappe IR ......................................... 170
Fig. 80 Sistemi di ritrazione...................................................................... 175
Fig. 81 Deflettori aerodinamici ................................................................. 176
Fig. 82 ..................................................................................................... 178
Fig. 83 Soft calender ............................................................................... 182
Fig. 84 Comparazione vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di patinatura .. 183
Fig. 85 Impianto di recupero patine .......................................................... 190
Fig. 86 L'umettatrice ................................................................................ 193
Fig. 87 La calandratura ............................................................................ 198
Fig. 88 Macchina bobinatrice ................................................................... 200
Fig. 89 Sistema d'introduzione del nastro ................................................. 201
Fig. 90 Prova della durezza con martello Schmidt .................................... 202
Fig. 91 Prova della durezza con martello Schmidt .................................... 203
Fig. 92 Difetti della bobinatura ................................................................. 205
Fig. 93 Altri difetti della bobinatura ........................................................... 207
Premessa
Ho scelto come argomento la patinatura perché si tratta di un
momento tutt’altro che secondario nel processo di lavorazione della
carta.
Attualmente questa fase interessa quasi tutti i tipi di carte, richiede
l’utilizzazione di macchine che lavorano a velocità elevate, i tempi di
produzione diventano sempre più ristretti, il mercato richiede prodotti
molto diversificati e, di conseguenza, le aziende ricercano tecnici
preparati in questo settore, in grado di risolvere tempestivamente i
problemi inerenti il processo di patinatura, e ricercatori altamente
specializzati nello studio di prodotti e componenti per la formulazione
delle patine.
Ho intitolato questo libro GLI IMPIANTI PER LA PATINATURA
DELLA CARTA perché è stato studiato soprattutto per chi opera in
patinatrice, poiché è proprio dall’istruzione che viene impartita a
coloro che operano in macchina che si ottengono i migliori risultati
sulla patinatura.
Dalla mia esperienza ho visto prove fatte in patinatrice, dove è stata
prodotta una patina “buona” ottenendo scarsi risultati e prodotto
patine “scadenti” ottenendo discreti risultati.
Per questo motivo, è importante saper valutare come lavorare in
macchina in funzione del tipo di supporto, della patina prodotta, della
lama usata, ecc., prima di addentrarci nel tecnico della patinatura.
Però non si può sapere come funziona una macchina patinatrice se
prima non si hanno delle conoscenze di come viene prodotta una
patina e perché deve avere certe caratteristiche; per questo, per
riuscire nell’intento ricorrerò alla metafora di un mosaico del quale
ciascun capitolo costituisce solo una tessera, importante ai fini del
risultato finale, che è quello di avere una conoscenza globale della
patinatura della carta, anche se insufficiente da sola per consentire
qualsivoglia giudizio d’insieme.
Per questo ho dato a questo testo il N° 1 per distinguerlo da quelli
che seguiranno, anche perché ho voluto trattare l’argomento con una
certa gradualità e distinguere i testi per gli indirizzi specifici in cartiera:
il N° 2 - COMPONENTI E FORMULAZIONI PER LA PATINATURA
DELLA CARTA è più specifico per il personale di laboratorio, il N° 3 1
L’OTTIMIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PATINATURA
DELLA CARTA è più specifico per il personale di fabbricazione.
Questi due testi approfondiscono in maniera specifica i componenti
che costituiscono la patina con le rispettive associazioni dei vari
prodotti, e spiegano come è meglio operare per ottenere ottimi
vantaggi dai rispettivi componenti; inoltre spiegano più
approfonditamente le macchine e gli impianti dando una visione delle
problematiche legate alle strutture e alla patinatura.
Spero che questo libro possa servire a chi è interessato a questo
settore come una prima base teorica per conoscere le macchine e gli
impianti necessari al processo di patinatura.
2
Capitolo 1 – Che cos’è la patinatura
1
Che cos’è la patinatura
Il punto di partenza del mio discorso è la definizione di “patinatura”.
La patinatura è l’insieme delle operazioni che hanno lo scopo di
applicare su una o entrambe le superfici del nastro di carta (supporto)
uno strato di rivestimento chiamato “patina”, che è costituito
essenzialmente da un pigmento minerale e da un adesivo (legante).
A tale applicazione segue quasi sempre un trattamento di lisciatura o
calandratura.
Scopo di questa operazione è di rispondere con successo alle
sempre più pressanti e rigorose richieste del mercato in termini di
qualità e di prezzo, producendo, possibilmente senza aumentare i
costi, un tipo di carta, in genere da stampa, con caratteristiche
migliori di stampabilità e di aspetto in confronto alle carte naturali.
3
Capitolo 2 – Cenni storici
2
Cenni storici
La carta patinata è nata per migliorare la stampabilità e per migliorare
le caratteristiche del supporto.
La prima patinatrice, diversa da quella che si conosce attualmente,
risale al 1880 ed era eseguita con una size-press, ma per la prima
installazione industriale bisogna arrivare al 1935 quando, per
rispondere alle esigenze di “LIFE”, noto periodico americano, furono
fatti i primi tentativi per ottenere una carta con una chiusura
superficiale in grado di riprodurre una fotografia facendo ben risaltare
le variazioni chiaroscurali.
Il primo ad accettare tale sfida fu Peter Massey che diede il suo
nome ad un impianto capace di risolvere, almeno in parte, il
problema, applicando sul supporto di carta una sostanza in grado di
migliorare la resa in fase di stampa.
Le sostanze da applicare sul supporto potevano essere vernici,
lacche o pigmenti allo stato superficiale, sia sulla carta che sul
cartone.
Ci sono, quindi diversi tipi di patinatura riconducibili essenzialmente ai
cinque seguenti:
la solvent coating: questa categoria include tutti i tipi di patinatura
con solventi atti a dare alla carta caratteristiche di resistenza
all’acqua, al grasso, al vapore, usando prodotti tipo il cloruro di vinile,
il cloruro di polivinile, metilcellulosa, nitrocellulosa, ecc.
l’extrusion coating, “per estrusione”: in questa categoria si possono
inserire tutti quei tipi in cui ci sono degli accoppiamenti di film, usati
normalmente nelle applicazioni alimentari. I più comuni di questa
categoria sono accoppiamenti di film di polietilene o di alluminio alla
carta.
la hot melt, “per spalmatura a caldo”: in questa categoria viene
inserita l’applicazione di resine plasticizzanti derivate da cellulosa,
asfalti, ecc., che venivano applicate qualche decennio fa con il
metodo “solvent coating” cioè normalmente con una size-press.
Attualmente questi prodotti possono essere applicati a caldo, con
temperature molto alte, e questa soluzione ha permesso di adoperare
componenti non volatili e non infiammabili, come si usava nelle prime
applicazioni di solventi.
5
Capitolo 2 – Cenni storici
l’emulsion coating, “per emulsione”: in questa categoria si possono
raggruppare tutti i tipi di carta che hanno avuto incremento proprio in
questi ultimi anni, cioè quelli della carta genericamente da
riproduzione, tipo NCR, carta per matrici e similari, quei prodotti
ottenuti con l’applicazione di combinazioni di urea, di caseine, di
resine melaminiche, applicate alla carta.
la pigment coating, “con pigmenti”: in questa categoria sono incluse
la maggioranza delle carte da stampa ed è proprio quest’ultima che
interessa la maggioranza delle cartiere, e per questo motivo è stata
scelta ed approfondita in questo testo.
Alcuni di questi metodi sono ancora in uso per carte particolari, anche
se nel tempo sono stati perfezionati sia i modi di applicazione che i
prodotti.
Per eseguire la patinatura si possono utilizzare macchine a rulli (con
cilindri) o macchine a lame.
È da tenere presente che nella maggioranza dei casi le patinatrici a
rulli sono ora usate solo come pre-patinatura, cioè per preparare il
supporto per una patinatura successiva che viene eseguita a lama.
In questo testo vengono prese in considerazione soprattutto le
macchine a lama in quanto sono le più utilizzate, e poiché in
commercio esistono più di quaranta metodi per applicare la patina,
potrò mostrare in questo testo il funzionamento solo di alcune delle
macchine in uso per la patinatura.
6
Capitolo 3 – La colorimetria
3
La colorimetria
Quante volte si è visto la carta con una tonalità giallina, oppure così
bianca da dover chiudere le palpebre per far passare minor luce? Un
aspetto molto importante della carta è proprio il suo grado di bianco:
in questo capitolo verrà spiegato come in cartiera si ottiene sia la
tonalità, sia il grado di bianco partendo da concetti di colorimetria.
Le caratteristiche della patina sono determinate dall’uso che si deve
fare della carta, e in particolare dal tipo di stampa che si intende
effettuare. Accennerò qui di seguito ai tre tipi di stampa più comuni
mettendo in evidenza le caratteristiche di ognuno.
Una prima distinzione da fare è quella tra immagine in bianco e nero
e immagine a colori.
La necessità di stampare un’immagine in cui sono presenti colori
diversi può portare a pensare che sia necessario un passaggio sui
rulli stampatori per ogni colore o, quantomeno, per ognuno dei sette
colori fondamentali (rosso, arancione, giallo, verde, azzurro, indaco,
violetto) presenti nell’immagine da riprodurre (non tenendo conto
delle sfumature di colore chiaroscurali). Questa ipotesi sarebbe una
soluzione troppo onerosa ed è intuibile acquisire alcune fondamentali
nozioni di colorimetria per poter capire la soluzione effettivamente
praticata per la stampa a colori.
Il colore è una percezione sensoriale dovuta alle radiazioni
elettromagnetiche che appartengono alla banda del visibile, quelle
cioè in grado di stimolare la retina umana. Si tratta delle radiazioni la
cui lunghezza d’onda è compresa tra i 380 e i 700 nm, anche se
spesso si indica la banda luminosa tra i 440 e i 700 nm (sono limiti
stabiliti per convenzione in quanto si possono riscontrare variazioni
individuali). All’interno dello spettro del visibile la commissione
internazionale dell’illuminazione individua sei bande cui assegna i
seguenti intervalli di lunghezza d’onda: violetto tra i 380 e i 440 nm,
azzurro tra i 440 ai 500 nm, verde tra i 500 e i 570 nm, giallo tra i 570 e i
590nm, arancione tra i 590 e i 610nm e rosso tra i 610 e i 780nm.
Ciascuna radiazione ha una sua specifica lunghezza d’onda ed è
detta monocromatica in quanto fa vedere un solo colore, di
conseguenza combinazioni diverse di radiazioni monocromatiche
fanno vedere diversi colori.
7
Capitolo 3 – La colorimetria
La luce che viene detta bianca contiene tutte le radiazioni
monocromatiche distribuite all’incirca nella stessa proporzione, il che
significa, in altri termini, che la quantità di energia trasportata da
ciascuna delle radiazioni monocromatiche è approssimativamente la
stessa.
Per ottenere i diversi colori su di uno schermo è sufficiente scomporre
la luce bianca nei diversi colori, utilizzando ad esempio un prisma.
La sensazione di colore dipende, secondo la teoria classica del
colore, da tre fattori: la composizione della luce che illumina l’oggetto,
la porzione di ciascuna radiazione monocromatica che viene riflessa
dalla superficie dell’oggetto illuminato, la reazione dei fotorecettori
della retina colpiti dalle radiazioni e la loro rielaborazione a livello
della corteccia cerebrale.
Quando si proietta su di uno schermo un fascio luminoso,
monocromatico o policromatico, la luce diffusa fa vedere un
determinato colore: se sullo schermo si proiettano un fascio luminoso
blu, uno verde e uno rosso, modificando opportunamente i flussi
luminosi è possibile vedere (in un gran numero di casi) il colore
bianco nella zona in cui i tre fasci si sovrappongono.
Il blu (azzurro), il verde e il rosso che i tre fasci fanno vedere si
dicono “colori primari additivi” e costituiscono i tre componenti
additivi di ogni colore.
Un qualsiasi colore può essere misurato con tre numeri (uno dei quali
può anche essere negativo) che indicano la quantità di ogni colore
additivo primario necessaria per avere quel determinato colore.
Si parla di “colori metameri” nel caso in cui la stessa sensazione di
colore venga prodotta da fasci luminosi di composizione cromatica
differente.
Si dicono, infine, complementari due colori che sommati danno la
stessa sensazione di bianco.
Quando una radiazione luminosa bianca attraversando un corpo
trasparente viene assorbita selettivamente (cioè in modo diverso a
seconda della lunghezza d’onda), il fascio luminoso uscente produce
una sensazione di colore complementare a quella assorbita.
Si chiamano “complementari sottrattivi” i colori complementari dei
colori primari additivi: il giallo complementare del blu, il magenta
complementare del verde, il cyan complementare del rosso.
Nella stampa si usano i colori complementari sottrattivi che sommati
insieme danno il nero; per avere il bianco si potrebbero utilizzare i
colori primari additivi ma è ovviamente molto meno dispendioso dare
tale colore (il bianco) alla carta.
8
Capitolo 3 – La colorimetria
Per ottenere un colore tra l’89° e il 98° di bianco (misurati con il
rifrattometro ELREPHO) si usa un imbiancante ottico proporzionato al
valore di bianco da ottenere.
Per portare la gradazione di colore verso il bianco o verso il rosso si
usano dei nuanzanti quali il blu ed il violetto.
Nelle figure di p.10 vengono riportati lo spazio colorimetrico CIELAB e
lo spettro visibile dove si possono notare le lunghezze d’onda dei
colori.
A p.11 viene riportato il diagramma di cromaticità CIE 1931 –
triangolo dei colori.
A p.12 e 12 sono riportate come esempio su assi cartesiani le
riemissioni di alcuni prodotti in uso in cartiera.
9
Capitolo 3 – La colorimetria
Fig. 1 Lo spettro visibile
Fig. 2 Spazio Cielab – Piano di cromaticità
10
Capitolo 3 – La colorimetria
Fig. 3 Il triangolo dei CIE 1931
11
Capitolo 3 – La colorimetria
Fig. 4 Rappresentazioni cartesiane delle riemissioni di alcuni prodotti
Fig. 5 Rappresentazioni cartesiane delle riemissioni di alcuni prodotti
12
Capitolo 4 – La stampa rotocalco
4
La stampa rotocalco
La stampa a rotocalco si effettua facendo passare la carta tra due
cilindri metallici; il cilindro di pressione e il cilindro di incisione.
Le zone di stampa del cilindro di incisione sono rappresentate da un
insieme di piccole cavità di uguale area e diversa profondità (dai
2-3 micron fino ad un massimo di trenta micron) che vengono
riempite immergendo parzialmente nell’inchiostro il cilindro di
rotazione e asportando l’eccesso d’inchiostro con una lama flessibile
appoggiata sul cilindro stesso parallelamente al suo asse, lasciando
così le parti incavate piene di inchiostro.
L’immagine di stampa si ottiene quando la carta, passando tra i due
cilindri, asporta per assorbimento l’inchiostro contenuto nelle cellette.
Le variazioni di intensità di colore nell’immagine riprodotta sono
dovute alla quantità di inchiostro trasportato sulla carta; tale
quantità dipende dalla profondità degli incavi delle cellette.
Poiché gli inchiostri per stampa a rotocalco sono molto fluidi, la carta
patinata avrà una resistenza allo strappo superficiale trascurabile.
Con una macchina da prova detta I.G.T. è possibile eseguire una
prova di stampabilità che consiste nell’applicare una striscia di carta
larga circa 3 cm. e lunga circa 25 cm. nell’apposita sede facendo poi
ruotare insieme alla carta il cilindro stampatore con una pressione
ben precisa e quindi misurando la lunghezza in mm del tratto di
striscia avente nel suo interno 20 puntini non stampati: la stampa
risulterà tanto migliore quanto maggiore sarà tale misura. Nella carta
per giornali specializzati, dove le foto hanno un ruolo predominante,
tale valore può variare da 30 a 120 mm.
Le caratteristiche principali di questa carta sono: la planarità,
essenziale per avere il massimo contatto con il cilindro da stampa, il
liscio e il grado di bianco.
A p.14 viene schematizzata una macchina per la stampa rotocalco.
13
Capitolo 4 – La stampa rotocalco
Fig. 6 Macchina per stampa rotocalco
14
Capitolo 6 – La stampa offset
5
La stampa offset
La stampa offset è un procedimento planografico (la forma e i
grafismi giacciono sullo stesso piano) che si basa sul principio
chimico-fisico per cui l’acqua e i grassi (l’inchiostro) non sono
miscibili.
Nella fase di preparazione della forma le zone di stampa sono rese
oleofile (quindi affini all’inchiostro), mentre le rimanenti zone sono
rese idrofile in modo che, una volta bagnate, siano in grado di rifiutare
l’inchiostro.
Dopo la preparazione, la forma stampante, che è costituita da una
lastra metallica, viene avvolta e fissata su un cilindro porta-forma. Il
trasporto dell’inchiostro non avviene direttamente dalla forma di
stampa alla carta, come indica il termine inglese “offset” cioè “fuori
contatto”, ma tramite un cilindro intermedio ricoperto di tessuto
gommato.
Usando questo procedimento è possibile aumentare la durata della
lastra poiché si riduce il fenomeno dell’abrasione, presente anche con
carte lisciate. Con la stampa offset, inoltre, è possibile stampare su
supporti non lisci. Un altro vantaggio di questo tipo di stampa è la
possibilità di utilizzare il contro-cilindro per effettuare in un solo
passaggio la stampa di entrambe le facciate del foglio.
A differenza di quanto avviene per la stampa a rotocalco, con la
stampa offset non è possibile trasferire spessori differenti di
inchiostro, e pertanto per poter variare le tonalità di colore si
utilizza un altro sistema: si scompone l’immagine in puntini
equidistanti ma di diversa superficie in modo che per una stessa
unità di stampa si avrà più carta bianca (quindi più bianco e, di
conseguenza un tono più chiaro) se i puntini sono più piccoli o, al
contrario, maggior percentuale di carta coperta, e quindi l’illusione di
una colorazione più scura, se i puntini sono più grandi. Le
caratteristiche della carta per questo tipo di stampa sono lo
strappo superficiale, il lucido, il grado di bianco, l’opacità.
Poiché la forma stampante nella fase di preparazione viene bagnata
con acqua, è necessario che il supporto utilizzato abbia una buona
stabilità dimensionale per evitare la formazione di grinze o
increspature.
15
Capitolo 6 – La stampa offset
E’ fondamentale che anche la resistenza allo strappo superficiale sia
elevata perché gli inchiostri utilizzati nella stampa offset sono molto
peciosi. Per eseguire la prova allo strappo il V.V.P., si deve
utilizzare la macchina di prova detta I.G.T. con un procedimento
analogo a quello utilizzato per la prova di stampabilità nella stampa a
rotocalco; viene poi presa in considerazione la distanza tra l’inizio
della striscia di prova e il punto in cui avviene lo strappo e si calcola il
risultato della prova servendosi di un coefficiente di strappo riportato
su apposite tabelle.
A p.17 viene schematizzata una macchina per la stampa offset.
16
Capitolo 6 – La stampa offset
Fig. 7 Macchina per stampa offset
17
Capitolo 6 – La stampa tipografica
6
La stampa tipografica
Per la stampa tipografica viene utilizzata una forma con i grafismi in
rilievo (forma rilievografica) che ricevono dai rulli inchiostratori
l’inchiostro che verrà a sua volta trasferito sulla carta tramite
pressione.
Le forme stampanti possono essere metalliche o in materiale plastico,
piene o curve, oblique o dritte, e la stampa può essere eseguita sia in
tondo che in piano. Anche in questo tipo di stampa, come per la
stampa offset, sarà necessario ricorrere alla scomposizione
dell’immagine in puntini equidistanti di diversa area per ottenere
la modellazione chiaroscurale, non essendo possibile variare lo
spessore dell’inchiostro.
Le caratteristiche principali della stampa tipografica sono: Il liscio, la
planarità e il grado di bianco.
Poiché l’inchiostro utilizzato è molto pecioso, la carta utilizzata dovrà
avere una buona resistenza allo strappo superficiale.
Una caratteristica di questa stampa è la sbordatura attorno ai
caratteri dovuta alle alte pressioni che vengono utilizzate per
trasferire l’inchiostro dalla forma al supporto: tale sbordatura è
considerata da alcuni un pregio perché l’eccesso di colore che
attornia il carattere dà un senso di precisione e chiarezza al carattere
stesso.
La stampa tipografica è un tipo di stampa ancora molto usato perché
si rivela economicamente valido per una notevole quantità di
stampati.
A p.20 viene schematizzata una macchina per la stampa tipografica.
19
Capitolo 6 – La stampa tipografica
Fig. 8 Macchina per stampa tipografica
20
Capitolo 7 – Come nasce una formulazione patina
7
Come nasce una formulazione
patina
In questo capitolo viene spiegato il percorso che normalmente si
segue per la nascita di un nuovo prodotto in cartiera, partendo dalla
sua ideazione fino ad arrivare al manufatto finito.
All’interno di ogni azienda, pur nelle diverse modalità di
strutturazione, una parte del laboratorio tecnologico è destinata alla
ricerca e allo sviluppo di nuovi prodotti e in genere al miglioramento
della qualità.
Stimolato dalle richieste del cliente o dalle proposte dei fornitori, il
responsabile di tale settore, tenendo conto sia delle esigenze del
mercato che dei problemi relativi alla fattibilità e ai costi, fornisce agli
addetti del settore ricerca e sviluppo le indicazioni per iniziare a
sperimentare uno o più prodotti per la preparazione di una nuova
patina.
Poiché l’aggiunta dei vari componenti non è sempre immediatamente
verificabile sull’effetto finale, il successo della sperimentazione è in
gran parte dovuto alla preparazione nel campo specifico e
all’esperienza tecnica di chi coordina il lavoro in laboratorio.
Una volta preparate le miscele con i vari prodotti in percentuali
diverse, si eseguono le prove di laboratorio primarie: il pH, il secco,
la viscosità e il grado di bianco del campione.
Utilizzando un turbo-viscosimetro (v. capitolo sulla Reologia a p.23) è
possibile valutare il comportamento della patina sottoposta a forte
agitazione, situazione che è comparabile a quello che accade in fase
di patinatura. Attraverso questo esame possiamo costruire un grafico
per esprimere il comportamento della patina (ad es. Newtoniano,
Tissotropico, ecc.). Con prove successive è possibile ottenere un
prodotto le cui caratteristiche corrispondono alle richieste.
Prima della prova in macchina si simula il processo di patinatura
eseguendo delle spalmature: si tratta di far scivolare su un foglio di
carta precedentemente spalmato con patina di prova una barretta di
ferro zigrinato, per togliere la patina in eccesso e raggiungere lo
stesso spessore di patina che si potrà ottenere con la patinatura.
A questo punto, sulla base dei dati raccolti e delle prove effettuate, si
devono prendere in esame i seguenti aspetti:
21
Capitolo 7 – Come nasce una formulazione patina
 valutazioni sul prezzo, le strategie di settore, i volumi, la fattibilità,
la tecnica preliminare e i costi;
 ci si domanda se si tratta di un nuovo prodotto o piuttosto di una
nuova applicazione;
 i risultati della ricerca vanno sottoposti all’esame dei capi-settore
per poter discutere la fattibilità e l’opportunità di introdurre il nuovo
processo sulla base della documentazione presentata. Una
persona o un gruppo sarà incaricato di seguire tale processo;
 vanno fatte tutte le indagini di mercato necessarie;
 vengono calcolati con maggior precisione i costi, i volumi e la
fattibilità tecnica;
 si riportano i dati acquisiti all’assemblea dei capi-settore per un
nuovo esame;
 si verifica se è possibile rispondere affermativamente alla
domanda: tutti i criteri sono stati soddisfatti?
Se il progetto viene approvato, si comincia ad attuarlo con un
piccolo lotto: si esegue la prova in patinatrice e una volta pianificate,
eseguite e analizzate le prove, si studiano le possibilità di acquisto
dei nuovi prodotti ausiliari e delle materie prime in vista di una
possibile maggior produzione.
Sarà necessario effettuare idonei controlli sulle materie prime e gli
additivi per quanto riguarda il loro impiego e immagazzinamento oltre
che sulla compatibilità ambientale, lo smaltimento ecologico e la
riciclabilità del manufatto; inoltre, se il prodotto è destinato al contatto
con gli alimenti è necessario testarne la non-tossicità.
Solo una volta messi a punto tutti questi passaggi si potrà inviare ad
uno o più clienti un campione di prodotto perché possa essere
provato nell’uso cui era destinato: si tratta di una prova esterna, a
volte seguita da personale della cartiera, che serve per decidere se
inserire la nuova patina in produzione o se è necessario introdurre
ulteriori modifiche per ottimizzare il prodotto.
22
Capitolo 8 – La reologia
8
La reologia
Prima di addentrarci nell’argomento vorrei spiegare il rapporto che
esiste fra solidi e viscosità, poiché ogni qualvolta ci si trova a
discutere sulla patina, le conclusioni sono sempre sul quantitativo di
solidi e sulle viscosità da mantenere.
A costo di sembrare ovvio sottolineerò le considerazioni da fare per
quanto riguarda la viscosità:
 valutare dove è stato fatto il prelievo
 stabilire se la patina era in riposo
 stabilire la temperatura al momento del prelievo
 stabilire per quanto tempo è stata in agitazione e con che velocità
è stata mescolata
 verificare con quale strumento
comportamento reologico
è
stato
valutato
il
suo
Tirate le rispettive conclusioni si potrà arrivare vicinissimi a ciò che si
vuole ottenere: a questo punto diremo che il rapporto di solidi è
“proporzionale” alla viscosità, di conseguenza più aumenterà la
viscosità maggiore saranno i solidi. Tengo a precisare ancora una
volta che tutto va ponderato in funzione del comportamento reologico
della patina, anche se in linea di massima il concetto è quello.
Nel capitolo accennerò ad uno strumento che riporta in grafico il
comportamento reologico della patina e dà quindi una visione più
ampia del perché una patina mantiene gli stessi solidi sia in
preparazione che in patinatrice, ma perde in macchina anche mille
punti di viscosità: ciò significa che il comportamento reologico della
patina influenza moltissimo le decisioni da adottare in fase di
patinatura, poiché se non si ha una netta conoscenza dei
comportamenti reologici, e se gli strumenti di misura non sono
adeguati, si può essere fuorviati e la ricerca può risultare più lunga e
laboriosa.
La reologia, o studio dello scorrimento, si può applicare ai solidi, ai
liquidi e ai gas: nel nostro caso ci interessa approfondire alcune
nozioni sullo scorrimento dei liquidi per capire meglio alcuni aspetti
del processo di patinatura.
Mancando di forma propria i liquidi non hanno, come i solidi, un
comportamento elastico, ma sono caratterizzati dalla possibilità di
23
Capitolo 8 – La reologia
fluire che si esplica secondo diversi comportamenti di base.Un liquido
si dice perfettamente viscoso quando segue la legge di Newton
(Fig. 11 p.27), quando cioè applicando una tensione di scorrimento
“T” subentra una velocità di deformazione “D” ad essa proporzionale
tale che T=NxD dove “N” è una costante di proporzionalità detta
viscosità.
Non tutti i flussi sono perfettamente viscosi, non tutti cioè seguono
questa legge ed è appunto la reologia che si occupa dello studio delle
loro condizioni di flusso.
Per il nostro discorso interessa approfondire il flusso lamellare, quel
tipo di flusso che non presenta moti vorticosi. La viscosità
rappresenta la resistenza che il flusso oppone allo scorrimento, da
intendere come determinato dallo scivolamento l’uno sull’altro di piani
infinitamente sottili in cui si può immaginare scomposto il fluido (Fig.
12 p.27). La viscosità non è altro che la risultante della resistenza al
moto opposta da un piano rispetto al successivo, mentre il gradiente
di viscosità di scorrimento indica la diminuzione di velocità tra un
piano e quello immediatamente sottostante.
Per misurare il valore di viscosità della patina gli strumenti più indicati
sono quelli rotativi (reometri) in quanto non si tratta di un fluido
Newtoniano (le patine hanno un comportamento Newtoniano solo alle
basse concentrazioni) e il loro valore della velocità di scorrimento “D”
e lo sforzo di taglio “T” non variano proporzionalmente.
Nei fluidi non-Newtoniani il rapporto tra “T” e “D”, come si è detto, non
è costante ma può essere tale per cui
 T cresce più di D (il fluido ha un comportamento dilatante);
 T cresce meno
pseudoplastico).
di D (il fluido
ha
un
comportamento
Ci sono altri tipi di comportamenti reologici, tra cui bisogna ricordare
almeno quello tissotropico, quello antitissotropico e quello plastico.
Nella Fig. 13 di p.28 si può vedere il comportamento di una patina
dilatante la cui fluidità a riposo può sembrare maggiore: è questo il
caso di sospensioni molto concentrate di caolino o di amido il cui
comportamento è molto dannoso per la patinatura in quanto
impedisce la mescolazione nelle tine e l’uniforme distribuzione della
patina.
Nella Fig. 14 di p.28 si può vedere il grafico che esprime il
comportamento dei sistemi pseudoplastici, quelli in cui la viscosità
diminuisce
con
l’aumentare
della
sollecitazione.
Questo
comportamento è spiegabile partendo dalla forma allungata delle
particelle del fluido che, sottoposte a forze di taglio, oppongono
maggior resistenza fino a quando non si dispongono ordinatamente
nel senso della forza. Si può rilevare un comportamento
24
Capitolo 8 – La reologia
pseudoplastico quando le patine contengono polimeri sintetici o
anche caseina.
Per esprimere la viscosità di un fluido si usa come unità di misura il
Pascal per secondo (Pa.s) o il millipascal per secondo (mPa.s); è
ancora usata anche la misurazione in poises (P) o in centipoises (cP)
che prende il nome dal fisico francese Poiseuille.
La viscosità (n) espressa in Pa.s è detta viscosità dinamica.
Quando invece la tensione di taglio è provocata dalla massa di liquido
la forza F è proporzionale alla massa volumica () in modo tale che
per una data altezza di liquido il gradiente di velocità dipende da n/,
rapporto che è detto viscosità cinematica e viene misurato con
strumenti diversi da quelli che si utilizzano per misurare la velocità
dinamica; viene espresso in millimetro quadrato diviso per secondo
(mm2/s).
I sistemi tissotropici (Fig. 15 p.29), tipici dei caolini e di altri pigmenti
sono quelli preferibili in fase di patinatura, in quanto in fase di
applicazione la patina è fluida e non cola dopo la lama; questi sistemi
sono simili a quelli plastici ideali, ma presentano un’isteresi nella
curva per cui, dopo avere raggiunto il picco massimo al decrescere
della sollecitazione la curva non ripercorre gli stessi punti.
Si chiama tissotropia l’area delimitata all’interno del grafico.
Per misurare il comportamento della patina in modo attendibile,
tenendo conto del fatto che il gradiente di velocità arriva a circa
1.000.000 s-1, è necessario usare delle apparecchiature in grado di
avvicinarsi a tale valore, come ad esempio un turbo-viscosimetro che
è in grado di arrivare a circa 40.000 s-1 oppure gli appositi strumenti
capillari di nuova concezione: non sono infatti attendibili i valori
misurati con il viscosimetro di Brookfield che arriva a circa 30 s-1.
Il valore così misurato viene riportato in un grafico che permette
all’operatore di sapere come operare per ottenere un risultato finale
soddisfacente (grafici di p.26).
Nelle figure di p.29 e 30, si possono notare i comportamenti di altri
sistemi reologici riscontrabili nella reologia delle patine: il plastico
ideale e l’antitissotropico.
25
Capitolo 8 – La reologia
Fig. 9 Test della patina Sigma-alfa special
Fig. 10 Altri tests della patina Sigma-alfa special
26
Capitolo 8 – La reologia
Fig. 11 Comportamento di un liquido perfettamente viscoso
(newtoniano)
Fig. 12 Flusso lamellare
27
Capitolo 8 – La reologia
Fig. 13 Comportamento di una patina dilatante
Fig. 14 Comportamento di un sistema pseudoplastico
28
Capitolo 8 – La reologia
Fig. 15 Comportamento di un sistema tissotropico
Fig. 16 Comportamento di un sistema plastico ideale
29
Capitolo 8 – La reologia
Fig. 17 Comportamento di un sistema antitissotropico
30
Capitolo 9 – I componenti della patina
9
9.1
I componenti della patina
L’acqua
L’acqua è il veicolo fondamentale dei componenti solidi e in
dispersione nelle patine (ciò che in pratica viene chiamato “contenuto
di secco” oppure “percentuale di solidi”) e il suo rapporto con tali
componenti
ha
un’importanza
determinante
per
il
comportamento della patina in fase di patinatura e quindi per la
qualità della carta finita.
Un aumento, entro certi limiti, della percentuale di acqua nella patina
favorisce la macchinabilità in fase di patinatura ma, oltre un certo
punto critico tale aumento influisce negativamente sulla qualità della
carta; è quindi buona norma dosare l’acqua partendo da una bassa
quantità per poi eventualmente aumentarla fino ad individuare la
proporzione adeguata.
9.2
I pigmenti
Tra tutti gli ingredienti che figurano nella formulazione di una patina il
pigmento è il componente da cui dipende l’adattabilità della patina ai
vari processi di patinatura, come pure il potere coprente, il tipo di
finitura che il prodotto finito assume con la calandratura e, infine,
l’affinità con gli inchiostri.
Da un punto di vista strettamente chimico si tratta di prodotti che in
presenza di acqua danno luogo a sistemi colloidali a carattere
prevalentemente liofobo: si tratta in genere di composti inorganici
di origine minerale, anche se si possono trovare pigmenti inorganici
artificiali e, recentemente, sono stati immessi sul mercato vari
pigmenti organici di sintesi. In tutti i casi si tratta di materiali
composti da particelle relativamente piccole (inferiori ai 2 micron),
insolubili o pressoché insolubili nel veicolo (quasi sempre acqua)
utilizzato per la loro dispersione (vedi Capitolo 10 La dispersione del
caolino) le cui possibilità d’impiego, infine, possono essere
individuate solo una volta precipitati.
Le caratteristiche per valutare un buon pigmento per patina sono: la
composizione chimica, l’indice di rifrazione, il grado di bianco, la
forma cristallina, la composizione granulometrica, il peso specifico, la
richiesta di disperdente e di adesivo.
31
Capitolo 9 – I componenti della patina
In linea generale la capacità di una patina di mascherare o coprire la
tinta di un supporto dipende da diversi fattori: sono importanti ad
esempio il numero e le dimensioni delle particelle di pigmento
presenti nell’unità di volume come anche il rapporto esistente fra gli
indici di rifrazione del pigmento e dell’adesivo riferiti all’aria
(presente nei vuoti disseminati all’interno del film di patina) in quanto
il potere coprente della patina è direttamente proporzionale alla
differenza fra l’indice di rifrazione del pigmento e quello degli
ingredienti della patina stessa.
In particolare bisogna tener conto dei seguenti fattori: l’indice di
rifrazione dei pigmenti varia dal 1,4-1,5 di certe varietà di farina
fossile, al 2,5-2,7 del biossido di titanio; i pigmenti per la patina hanno
un grado di bianco che si aggira intorno agli 86° ed un grado di giallo
medio intorno ai 6,5°; la tonalità di colore varia in relazione alla
capacità di assorbire selettivamente le radiazioni dello spettro
luminoso ed è rilevante la provenienza dei caolini che, in relazione al
luogo, possono essere più o meno bianchi e con una nuance che
varia dal perlaceo al rosa.
Va presa in considerazione anche la morfologia del pigmento da cui
dipende la capacità delle singole particelle di disporsi allo stato
solido in un minimo spazio secondo moti reticolari che possono
essere più o meno favorevoli allo sviluppo del lucido e alla
ricezione degli inchiostri.
Il caolino, ad esempio, è costituito da particelle piatte e sottili che
tendono ad assestarsi parallelamente alla superficie del supporto,
rivestendo la carta di un film facilmente lucidabile ma scarsamente
assorbente nei confronti degli inchiostri grassi a causa della sua
densità. Diverso è il comportamento del bianco satin e dei carbonati
di calcio precipitati, che sono caratterizzati da una struttura aghiforme
e impartiscono alla patina, a parità di lucido, elevati valori di porosità
che garantiscono una rapida stabilizzazione degli inchiostri. Le
particelle di farina fossile, invece, sono caratterizzate da una struttura
estremamente irregolare e danno luogo a un film estremamente
poroso e scarsamente lucidabile in quanto non sono in grado di
fungere da specchietti elementari e, quindi, di riflettere più che di
diffondere la luce.
Altri aspetti importanti sono il peso specifico e la richiesta di adesivo
di un pigmento. Dal peso specifico dipende il potere coprente del
pigmento, ed è tanto più elevato quanto più voluminoso è il pigmento
stesso: si va dal peso specifico di 1,2 per il bianco satin ad un
massimo di 4,4 per il bianco fisso. Dalla forma e dal numero delle
particelle che costituiscono il pigmento dipende la quantità di legante
richiesta per manifestare la dovuta resistenza al tiro degli inchiostri:
tale quantità è proporzionale al volume vuoto esistente fra le
particelle quando queste sono portate a stretto contatto l’una con
l’altra nelle condizioni di massimo impacchettamento. Il bianco fisso,
32
Capitolo 9 – I componenti della patina
ad esempio, dà luogo a strutture relativamente compatte ed ha quindi
una richiesta di adesivo relativamente bassa, mentre il bianco satin
ha una richiesta di adesivo notevolmente superiore in quanto i suoi
cristalli allo stato solido si dispongono secondo motivi all’interno dei
quali il volume vuoto predomina sul volume pieno.
Qui di seguito riassumo alcune informazioni fondamentali sui
pigmenti citati in questo testo.
 il caolino è un idrossido di alluminio (la formula della caolinite è:
Al2O3-2SiO2-2H2O) ed è il prodotto di un’alterazione naturale
delle rocce
 il biossido di titanio viene preparato a partire dalla ilmenite
(titanio di ferro) per il trattamento con H2SO4 e successiva idrolisi
del solfato; l’ossido di titanio idrato che se ne ottiene viene quindi
calcinato, macinato e classificato. È disponibile in due forme
cristalline: l’anatasio e il rutilio
 il carbonato di calcio (CaCO3) è scarsamente lucidabile se viene
ottenuto per macinazione e ventilazione. I tipi precipitati ottenuti
per via chimica si presentano notevolmente più fini, hanno un
grado di bianco più elevato e sono più lucidabili
 il bianco satin viene preparato facendo reagire solfato di alluminio
e latte di calce in condizioni di temperatura, concentrazione, tempo
di reazione, esattamente controllate; si ottiene un solfoalluminato
di calcio la cui composizione è tuttora oggetto di ricerche
 il bianco fisso (solfato di bario) viene precipitato per via chimica a
partire dal cloruro di bario; ha un grado di bianco molto elevato ed
una richiesta di adesivo modesta
 la farina fossile è una silice idrata che si trova in giacimenti
costituiti da ammassi sedimentali di scheletri di diatonee
 il talco è un silicato di magnesio idrato, la sua forma chimica è
3MgO4SiO2H2O
Vi sono altri pigmenti di cui non mi è sembrato opportuno parlare
perché non hanno ancora acquisito un loro posto in questo settore o
perché sono ancora in fase di studio: i pigmenti artificiali offrono,
malgrado i costi elevati, una qualità nettamente superiore a quella
che si ottiene con i pigmenti naturali, e sono già utilizzati in modo
diffuso in altri paesi.
Per quanto riguarda il nostro paese, vengono usati in prove e
verifiche di laboratorio.
9.3
Gli adesivi
Si chiamano adesivi, o leganti, quei prodotti che entrano nella
formulazione della patina con lo scopo di legare le singole particelle
di pigmento tra loro e di farle aderire al supporto di carta. Le
proprietà fondamentali che un legante deve avere sono:
33
Capitolo 9 – I componenti della patina
 la capacità di saldare, tra loro e con il supporto, le particelle di
pigmento in modo tenace, ma sufficientemente elastico
 la capacità di trattenere la componente acquosa della patina in
modo di non lasciarla penetrare troppo nel supporto
 la capacità di impartire alla patina una proprietà reologica e di
flusso tale da rendere possibile un’applicazione uniforme sulla
superficie da ricoprire (il supporto)
 la capacità di dare origine, una volta sciolto in acqua, ad un liquido
viscoso che tenga in sospensione le particelle di pigmento durante
il processo di patinatura.
A seconda dell’origine possiamo distinguere i seguenti tipi di
legante:
 i leganti naturali, prodotti dal metabolismo di varie piante, fra cui
ha una rilevante importanza per la sua utilizzazione industriale la
Hevea Brasiliensis (fam. Euphorbiaceae). Di minor importanza
sono i lattici di varie piante del genere Palaquium (fam.
Sapatacee) da cui si ricava la guttaperca.
 i lattici sintetici, prodotti direttamente dai corrispondenti
monomeri per polimerizzazione in emulsione.
 i lattici artificiali, preparati disperdendo in un mezzo acquoso un
polimero già esistente in altra forma (ad esempio il lattice di
poliisoprene sintetico).
I principali polimeri che hanno rilevanza industriale sono:
 poliisoprene-cis, esistente come lattice sia naturale che artificiale;
 copolimeri stirolo-butadiene, detti anche SBR (dall’inglese Stirene
Butadiene Rubber);
 copolimeri butadiene-acrilonitrile, contenuti nei cosiddetti lattici
nitrilici;
 poliacrilati, o copolimeri di esteri acrilici con acetato di vinile o con
stirolo, contenuti nei cosiddetti lattici acrilici.
I lattici si presentano come dei liquidi opachi, generalmente bianchi,
nei quali, trattandosi di dispersioni, si possono distinguere tre fasi:
 la fase dispersa, costituita essenzialmente dal polimero suddiviso
in particelle pressoché sferiche
 la fase disperdente, costituita da una soluzione acquosa
composta da varie sostanze (emulsionanti, stabilizzanti, residui di
catalizzatori, ecc.) tutte in piccole quantità
 la fase interfacciale, nella quale si trovano, almeno in parte, gli
agenti tensioattivi che stabilizzano la dispersione: è la fase che
separa il polimero dalla fase acquosa.
Come ho detto, e come si può intuire dal nome, la principale
funzione dei leganti è quella di tenere legate le particelle di
pigmento tra loro e al supporto fibroso. Questo componente della
patina ha inoltre un’influenza determinante sulla stampabilità (in
quanto determina, insieme ai pigmenti, il livello di assorbenza degli
inchiostri) ed è proprio il rapporto legante/pigmento che ha un ruolo
34
Capitolo 9 – I componenti della patina
fondamentale nel determinare le caratteristiche della patina e, di
conseguenza, del prodotto finito. In ogni nuova formulazione patina si
dovrà quindi valutare attentamente il rapporto legante/pigmento
anche perché, e non si tratta certo di un aspetto trascurabile, il costo
del legante è notevolmente più alto di quello dei pigmenti.
Riassumendo possiamo così elencare le principali caratteristiche
che deve possedere un buon legante per patinatura:
 un alto potere legante, in modo da ottenere le caratteristiche
desiderate utilizzandone una quantità minima
 una bassa viscosità, per poter usare patine ad alte
concentrazioni che hanno il vantaggio di asciugare in modo rapido
ed economico
 una discreta stabilità meccanica, tale da resistere alle
sollecitazioni subite sia durante la preparazione della patina sia
durante l’applicazione (in particolare effettuata con la macchina ad
alta velocità)
I lattici sintetici per patinatura possiedono tutti questi requisiti e sono
in una forma che ne facilita l’uso: questo spiega la loro larga
diffusione e il fatto che costituiscono nel loro insieme il gruppo più
importante di leganti per patinatura, da soli o in combinazione con
altri leganti, quali l’amido o la caseina. Tra i leganti naturali i più
usati sono:
 l’amido, nell’ampia gamma di prodotti offerti dalle amiderie, gli
amidi nativi, gli amidi modificati, le destrine, ecc. (tutte
modificazioni chimiche o fisiche degli amidi nativi)
 la caseina, proteina principale del latte di molti mammiferi,
ottenibile dal latte vaccino (ne costituisce il 3%) sia allo stato
relativamente puro, per applicazioni industriali, sia impuro,
destinato alla produzione di formaggi
 l’alfa-proteina (o proteina della soia), una proteina di origine
vegetale estratta dai semi di soia trattati con alcali acquosi e
successiva precipitazione mediante acidificazione della soluzione
ottenuta.
35
Capitolo 9 – I componenti della patina
9.4
Gli additivi (o ausiliari)
Vengono definiti ausiliari quei prodotti che, aggiunti alle miscele di
patine, sono in grado di migliorare le proprietà dello strato di patina
applicato, o di evitare l’insorgere di difficoltà operative nelle fasi di
miscelazione, applicazione, essiccamento, calandratura o finitura.
La scelta degli additivi, che attualmente vengono considerati
componenti fondamentali della miscelazione di patina, viene
effettuata in modo da rispondere a queste principali esigenze:
 migliorare la reologia della patina
 migliorare la miscelazione della patina stessa al fine di ottenere
una patina ben dispersa in fase di preparazione della miscela
 migliorare le caratteristiche del prodotto finito
 impartire alla carta patinata le caratteristiche richieste dall’uso cui
è destinata
Gli ausiliari più usati in formulazione patina sono:
 i lubrificanti, che servono a far scorrere più liberamente le
particelle nelle fasi di preparazione, applicazione e calandratura
 i disperdenti, utilizzati nella preparazione del caolino e aggiunti in
piccola percentuale nella preparazione della patina per migliorare
la defflocculazione delle particelle e l’amalgama del preparato
 gli addensanti, polimeri naturali o sintetici ad alto peso molecolare
e solubili in acqua; servono ad aumentare la viscosità della patina
agevolando la distribuzione in fase di patinatura, soprattutto nelle
macchine ad alta velocità
 gli insolubilizzanti, che vengono utilizzati quando il processo di
stampa richiede l’utilizzo di acqua; servono per rendere la patina
più resistente all’acqua
 i preservanti, utilizzati per preservare la patina dall’attacco di
microrganismi (funghi o batteri) che potrebbero danneggiare il
prodotto
 i fluidificanti, che hanno funzione opposta a quella degli
addensanti e vengono quindi utilizzati quando si deve diminuire la
viscosità della patina
 gli antischiuma, che sono in grado di diminuire la tensione
superficiale eliminando così la schiuma che si viene a formare
nella patina
 gli umettanti, che sono usati in patine molto liofobe per migliorare
la bagnabilità della carta
9.5
I candeggianti ottici
Per capire il funzionamento dei candeggianti ottici è necessario
precisare come tonalità, luminosità e saturazione concorrano a
determinare la sensazione di colore:
 la tonalità corrisponde alla sensazione cromatica prodotta da un
colore (ad es. un giallo può essere dorato o limone, un verde può
36
Capitolo 9 – I componenti della patina
essere giallino o bluastro) in relazione alla lunghezza d’onda
cromatica dominante
 la luminosità è la proprietà per la quale un colore appare più o
meno vivo (il nero ha luminosità 0, il bianco ideale ha luminosità
100). Si fa riferimento a questa proprietà quando si parla di tinte
brillanti, luminose, opache.
 la saturazione è la proprietà per la quale un colore risulta più o
meno sbiadito (ad esempio un verde pastello ha saturazione
minore di un verde carico, un azzurro minore di un blu, ecc)
La sensazione di bianco dipende da queste tre grandezze e, ai nostri
occhi a parità di luminosità un bianco con tonalità (fiamma)
leggermente giallina, appare meno bianco di uno con fiamma bluastra
o blu-violacea.
Se è vero che si può correggere il tono leggermente giallastro di una
carta bianca aggiungendo del colorante blu o blu-violetto, di fatto tale
azzurraggio con coloranti (detto anche nuanzatura) non è la
soluzione ideale per ottenere un bianco puro e luminoso, in quanto
comporta un aumento della saturazione del colore ed una
diminuzione della luminosità (come si può vedere dalla curva di
riemissione).
Per eliminare il tono giallastro e conservare la luminosità del grado di
bianco bisogna compensare l’assorbimento di luce nel campo delle
lunghezze d’onda basse senza ridurre la riemissione negli altri campi;
è possibile ottenere questo effetto utilizzando i candeggianti ottici,
prodotti che esplicano la loro attività sui raggi UV (contenuti in
notevole quantità nell’intervallo tra 300 e 400 nm): quando le basse
lunghezze d’onda colpiscono il candeggiante ottico esse non
vengono assorbite ma trasformate e rinviate sotto forma di luce
visibile come radiazioni comprese tra 400 e 500nm, quindi nella
regione del blu-violetto (come ho avuto occasione di accennare nel
capitolo 3 sulla colorimetria, la luce visibile inizia nella regione dei
400nm,). Il fenomeno, che prende il nome di fluorescenza, dà luogo
ad un doppio effetto visibile; l’aumento della luminosità e lo
spostamento del tono dal giallastro al bluastro.
9.5.1 Prodotti per la preparazione delle patine
Fornisco qui l’elenco dei prodotti che, opportunamente combinati e
dosati, vengono in genere utilizzati per comporre la formulazione
delle patine.
Nel primo gruppo vengono elencati i pigmenti, nel secondo, senza
distinzione, tutti gli altri componenti quali addensanti, coloranti,
lubrificanti, eccetera.
37
Capitolo 9 – I componenti della patina
9.5.1.1 Pigmenti
AMAZZON 88
ANSILEX
CACO3
DB FILLER
DB PAQUE
DB PLATE 1000
FC-SD
HBBO
HIDROCARB 75
HIDROCARB 99
MCS
NUCLAY
ROTOCLAY
SPS
TD-MAT-MIX
TIO2
9.5.1.2 Adesivi ed Additivi
ACIDO ACETICO
ACRONAL 500 D
ACRONAL S-504
ACROPYR CS 600
ACROPYR CS 650
AMIDO F 4402
AMMONIACA
AMMONIO ZIRCONIO
CARBONATO
ANTIFOAM 1520
BASOCOL OV
BASOPLAST 265-D
BIOREN 58-N
BLU IRGALITE R-L
BUSAN 1130
BUSAN 1248
BUSPERSE 59 LO
CATALIST 7922
CATALIST DOW-7922
CECAVON
CERFOBOL R-75
CLORURO DI SODIO
CMC FINFIX 150
CMC FINFIX 55
CMC T90
COATEX GX
COATEX GX-N
DEFOMEX 108
DOW LATEX 935
EMULSIONE DOW 7950
GLICERINA TRIDISTILLATA
IGEPAL
INTACE 350
LAMCOTE
LEVANYL BLU G-LF
LEVANYL ROSSO-BB-LF
MOVIOL 4-98
NaOH
PERGAPRINT 891-N
PIGMENTO PLASTICO DP-722
PIGMENTO PLASTICO DP-722
PIGMENTO PLASTICO DPP 722E
PIGMENTO PLASTICO HP-1055
POLIETILEN. GLICOLE. PEG 200
POLIGRIN 4000
POLISALZ S
QUAKER 1500-BG
RESICOL
RODAMINA
SCOTCHBAN FC-807
SILICATO DI ALLUMINIO P820A
SOLFAREX A 55
STEROCOLL D
STEROCOLL SL
STEROCOLL SL
STIRONAL D 808
STIRONAL PR 8727
SULFOIL
SUPRAMIL 131
SURFYNOL 440
TECSEAL
TINOPAL ABP
TINOPAL SHP
TINOPAL UP
URECOL SU
VERSENE 100
VIOLETTO 14 L
VIOLETTO IRGALITE M
VISCOLAM S 2739
38
Capitolo 10 – La dispersione del caolino
10 La dispersione del caolino
La dispersione del caolino è per molti aspetti simile alla preparazione
della patina. Si tratta di un processo che alcune aziende hanno
automatizzato e dato in gestione alla cucina patine o alla raffinazione,
rendendo così superflua la presenza di un operatore apposito.
Il caolino entra in cartiera sotto forma di polvere e solo
successivamente viene disperso in acqua, con l’aggiunta di prodotti
in grado di agevolarne la dispersione. Nell’industria cartaria si
consuma una gran quantità di caolino (anche mille quintali al giorno),
che viene versato in una fossa per poi essere prelevato tramite una
catena palettata e trasportato fino ad una bilancia o versato
direttamente nel diluttore (in questo caso la quantità di caolino da
caricare viene calcolata da un sensore che misura i giri del riduttore o
il passaggio delle palette trasportatrici).
Per poter dosare il prodotto in modo adeguato e ottenere così una
percentuale di secco costante e una omogeneizzazione completa,
è necessario che l’addetto alla preparazione del caolino lo osservi
con attenzione (in particolare per quanto riguarda il grado di umidità):
se il caolino è più umido tenderà a compattarsi e quindi ne verrà
caricata una quantità maggiore dalle palette trasportatrici. Sempre a
causa della presenza d’acqua, se pesato con la bilancia conterrà, a
parità di peso, una percentuale di secco minore.
Una volta verificata la forma del caolino (spesso i caolini che si
presentano con una forma sferoidale o di polvere finissima si rivelano
al microscopio di forma lamellare, e viceversa), l’addetto alla
preparazione richiama sul monitor la ricetta e dà il via alla dispersione
in acqua che prevede anche la frantumazione degli aggregati e la
separazione delle singole particelle. La frantumazione degli
aggregati avviene per via meccanica, mentre la separazione è indotta
attraverso l’utilizzazione di reagenti chimici adatti (disperdenti, soda,
ammoniaca) che creano tra particella e particella forze repulsive in
grado di diminuire la viscosità del mezzo e tali da prevenire la
naturale tendenza della sospensione a riflocculare.
Non sono sempre chiari i meccanismi attraverso i quali i
disperdenti esplicano la loro azione fluidificante e stabilizzante
della sospensione; nella maggior parte dei casi i disperdenti sono
polielettroliti che in acqua si dissociano in un anione pesante,
39
Capitolo 10 – La dispersione del caolino
facilmente polarizzabile, ed in un catione monovalente. Questi ioni (in
particolare l’anione) possono essere assorbiti alla superficie delle
particelle del pigmento le quali presentano spesso, e soprattutto in
corrispondenza dei bordi, valenze solo parzialmente saturate. In
seguito all’assorbimento, le particelle assumono una carica
elettrostatica proporzionale al numero degli ioni assorbiti e alla loro
carica, che determina all’interno della soluzione un eccesso di ioni (di
segno opposto rispetto a quello degli ioni assorbiti dalle particelle): gli
ioni in eccesso andranno a concentrarsi nei pressi delle particelle
costituendo così, insieme agli ioni assorbiti, un doppio strato elettrico,
cioè un campo di stabilità all’interno del quale le forze attrattive di Van
der Wals sono del tutto inefficaci. Questo spiega perché, in definitiva,
la capacità che un prodotto ha di indurre dispersione è legata a quella
di inviluppare le particelle di un pigmento con un doppio strato
elettrico.
In alcuni casi i disperdenti di cui si è parlato non risultano efficaci: ad
esempio sembra che con il carbonato di calcio siano più efficaci quei
disperdenti in grado di rivestire le particelle di un film che funga da
colloide protettore. In ogni caso valgano le seguenti considerazioni:
 qualunque tipo di disperdente, per quanto efficace, non è in grado,
da solo, di promuovere una buona dispersione se non viene
applicata anche un’energica agitazione
 per ciascun sistema pigmento-acqua-disperdente la curva
viscosità/percentuale di disperdente manifesta un valore di
viscosità minimo in corrispondenza della percentuale di
disperdente da considerarsi ottimale
 il minimo di viscosità comporta, quasi sempre, anche il massimo di
stabilità della dispersione e il massimo di lucido, opacità, resa di
legante ecc. sulla carta patinata finita.
Sulla base di queste considerazioni si deve concludere che per ogni
pigmento deve essere impiegato quel disperdente in grado di
offrire, in corrispondenza della percentuale di impiego ottimale, la
viscosità più bassa e il massimo di stabilità.
Uno dei criteri più significativi per controllare lo stato di dispersione di
una qualsiasi miscela acqua-pigmento-disperdente consiste nel
seguire l’evoluzione che subisce con l’agitazione il volume del
sedimento cui la miscela dà luogo per effetto della centrifugazione,
tenendo conto che le particelle di pigmento tendono ad assestarsi in
un minimo di volume.
E’ necessario procedere alla dispersione del caolino caricando la
polvere in due fasi, una in marcia veloce e l’atra in marcia lenta, per
evitare i problemi di omogeneizzazione legati al formarsi di un
cappello di polvere non dispersa sopra la parte di caolino su cui
agisce l’agitatore. Una volta verificati il secco, la viscosità e il pH
(prova quest’ultima che non si esegue quasi mai), la preparazione
ottenuta viene scaricata in una tina di stoccaggio.
40
Capitolo 10 – La dispersione del caolino
A questo punto l’addetto dà inizio alla fase di filtrazione: viene
selezionata dapprima la tina dove inviare la preparazione, poi il
pigmento viene prelevato da una pompa e trasferito per essere filtrato
nei filtri a scuotimento (le reti che vengono utilizzate per questa
operazione sono normalmente da 100 mesch). Alcune aziende fanno
passare la preparazione anche attraverso delle calamite, per togliere
le particelle di ferro presenti nel caolino ed evitare che creino delle
righe in patinatrice. Il caolino viene infine stoccato in apposite tine e
prelevato dalla cucina patine.
Nel disegno di p.43 viene riportato uno schema dell’impianto per la
dispersione ed il filtraggio del caolino.
41
Capitolo 10 – La dispersione del caolino
Fig. 18 Schema di un impianto per la preparazione del caolino
43
Capitolo 11 – La cucina patine
11 La cucina patine
Con l’espressione “cucina patine” si indica la struttura (normalmente
un reparto a sé) dove si prepara la patina, cioè dove vengono
prelevati e omogeneizzati i componenti della patina. Tale struttura,
gestita da personale competente che opera in una sala di controllo,
parte dalle tine di stoccaggio del caolino per arrivare fino alle pompe
che mandano la patina in patinatrice.
Attualmente, grazie ai processi della tecnologia e alla potenza degli
elaboratori, è possibile controllare tutti gli impianti da un solo monitor:
nel calcolatore sono inseriti tutti i livelli di stoccaggio delle tine, i
disegni di tutti gli impianti e tutte le formulazioni delle patine, per cui
l’operatore può gestire da qui tutto l’impianto controllando la quantità
di patina che viene consumata, aprendo (dalla tastiera) le valvole
inerenti al suo impianto e provvedendo, dopo ogni fabbricazione, sia
ai lavaggi dei circuiti sia all’eliminazione dei residui secchi, (facendo
passare una palla di ferro rivestita di gomma nella tubazione spinta
dall’acqua di lavaggio).
In alcune aziende il calcolo della patina e la sua gestione vengono
affidati a personale estraneo alla cucina patine che, una volta
eseguito il calcolo esatto della patina da produrre, comunica
all’addetto la nuova formulazione da impostare.
L’addetto alla cucina patine deve saper valutare se è necessario
procedere al lavaggio totale dell’impianto (nel caso in cui la patina in
corso e quella precedente non siano compatibili) o se è possibile
procedere subito con la nuova formulazione (o con una correzione
della patina precedente).
Una volta richiamato sul monitor l’elenco delle patine, viene scelta
quella da eseguire (si utilizza il cursore o si digita sulla tastiera il
numero corrispondente) e, dopo aver controllato se la formulazione
che appare sul monitor corrisponde alla ricetta depositata in archivio,
si dà il via alla preparazione.
Non esiste una sola procedura per la preparazione delle patine ed
ogni azienda ha il proprio modo di operare. Nello schema di p.49
è riportata una preparazione particolarmente funzionale e di ottima
capacità produttiva: ogni componente, in questo caso, viene dosato e
calcolato a sé tramite dei contalitri magnetici, ma vi sono delle
preparazioni in cui ogni componente viene dosato sul diluttore e
45
Capitolo 11 – La cucina patine
calcolato con una pesa posta sul diluttore stesso; i pigmenti invece
possono essere caricati anticipatamente sulle tine di pesatura,
mentre la patina è in preparazione.
Le operazioni, normalmente, vengono eseguite in quest’ordine:
inizialmente si aggiunge l’acqua, poi i nuanzanti, i disperdenti e
l’antischiuma; successivamente vengono dosati i pigmenti, i
lubrificanti, i lattici e gli addensanti. Per mantenere costante la
viscosità in alcune aziende, se la temperatura esterna lo richiede, si
riscalda la patina fino ai 35°-38° insufflando vapore nel diluttore
quando c’è solo acqua, cioè nella fase iniziale. Quando la patina è
preparata, l’addetto ne deve prelevare un campione per eseguire le
prove di secco, viscosità e pH: se da tali prove emergono valori
diversi da quelli prestabiliti l’addetto, basandosi soprattutto
sull’esperienza, deve individuare il problema (il più grave è la
presenza di un eccesso di prodotto che si è aggiunto alla patina per
un guasto all’impianto) e far rientrare la patina nei valori previsti
per non pregiudicare la lavorazione.
Non è possibile elencare tutte le modifiche che si devono apportare
ad una patina che causa problemi, in quanto le variabili sono
molteplici e, come ho detto, è soprattutto grazie all’esperienza che è
possibile individuare ed eliminare le cause che sono all’origine di
grumi, perdita di viscosità, aumento di viscosità, addensamento, bolle
d’aria sulla patina e tutti gli altri inconvenienti che si possono
verificare nella fase di preparazione e in quella di patinatura.
In generale è utile sapere che un valore basso di pH fa addensare la
patina (il valore del pH va mantenuto vicino a 7 anche se è possibile,
con alcune carte, arrivare fino a 9); è importante inoltre tenere
presente che, soprattutto con le macchine più veloci, c’è la tendenza
ad abbinare i prodotti in modo da ottenere una patina che abbia una
quantità di solidi intorno al 62-65% (cioè solidi alti) ed una viscosità
di 1600-1800 cps (cioè viscosità basse): così è possibile aumentare
la velocità delle macchine e migliorare la distribuzione della patina.
Quando i valori sono, o vengono fatti rientrare, nella norma, l’addetto
scarica la patina nelle tine di stoccaggio e, nel caso di una
produzione di grandi quantità, può inserire l’automatismo nella
produzione (viene impostato un livello di patina predefinito e la
preparazione riparte automaticamente ogni volta che la patina
raggiunge quel livello).
L’addetto alla cucina patine è responsabile anche dell’impianto di
recupero patine e sarà quindi suo compito dosare quella
percentuale di recuperi che è possibile introdurre nella patina in corso
senza inquinarla (vedi il capitolo 16 sul recupero patine).
Può accadere che la patina, una volta giunta in patinatrice, non
aderisca come previsto al supporto, e che sia opportuno apportare
delle modifiche per migliorarne la macchinabilità: per questo è
46
Capitolo 11 – La cucina patine
necessario che il responsabile della cucina patine sia in stretto
contatto con chi opera in patinatrice e per questo le aziende tendono
ad avere o il responsabile della cucina patine o la stessa cucina
patine operante in patinatrice.
Di seguito viene mostrata una formulazione standard di una patina
per la stampa rotocalco.
Nel disegno di p.50, viene riportato uno schema che mostra il
percorso che la patina compie dalle tine di stoccaggio alle tine finali,
con i relativi fori per l’introduzione della palla di pulizia dell’impianto.
Fig. 19 Formulazione standard di patina per stampa rotocalco
47
Capitolo 11 – La cucina patine
Fig. 20 Schema del percorso patine
49
Capitolo 11 – La cucina patine
Fig. 21 Tine di stoccaggio patine
50
Capitolo 12 – Il supporto da patinare
12 Il supporto da patinare
Per essere idoneo al processo di patinata il supporto da patinare
deve possedere alcune caratteristiche fisiche, chimico-fisiche e di
composizione fibrosa che si rivelano fondamentali per la qualità del
prodotto finito.
Il liscio e l’affinità di assorbenza all’acqua, ad esempio,
condizionano significativamente l’adesione della patina al supporto. È
necessaria, inoltre, una rugosità superficiale tale da consentire alla
patina di depositarsi sulla carta, giacché al momento
dell’essiccamento non sono intervenuti fattori di affinità e di
assorbenza tra il supporto e la patina, per cui questa può staccarsi
per semplice azione meccanica.
Anche la composizione fibrosa del supporto può influenzare la
qualità della carta patinata, come si può capire da questi esempi: la
presenza di pasta legno su un supporto a contatto con una patina che
cede facilmente acqua può determinare il rigonfiamento di questi
componenti fibrosi e, conseguentemente, uno scarso liscio della carta
patinata; in presenza di un supporto molto poroso, specialmente nelle
macchine prive di lama pulisci-pressa (flow-clean), la patina
penetrerà nel supporto oltrepassandolo: quest’ultima evenienza
determinerà non solo un calo della qualità, ma anche problemi di
conduzione conseguenti al depositarsi di patina sulla pressa (si
possono infatti creare delle fasce di patina che col passare del tempo
aumentano di spessore e provocano una diminuzione della quantità
di patina sul lato della lama).
Il tipo di supporto varia ovviamente al variare della produzione (in
patinatrice, tra l’altro, non si applica solo patina, ma anche altre
soluzioni o miscele di prodotti) e le caratteristiche richieste (il grado di
raffinazione, il tipo di pasta da raffinare, la formazione del foglio, la
quantità di carica, la collatura, ecc.) andranno rigorosamente
rispettate per avere nelle fasi successive il manufatto richiesto. È
necessario, in particolare, tener conto che l’unica caratteristica del
supporto che si potrà correggere in seguito (cioè in fase di patinatura)
è il grado di bianco, e che per il resto non è pensabile di ottenere
un prodotto adeguato alle richieste se si applica una patina
standard su un supporto che non rispecchi determinati
parametri.
51
Capitolo 13 – La riarrotolatura
13 La riarrotolatura
Poiché non sempre si presenta integro e privo di difetti, il rotolo di
carta uscito dalla macchina continua ha bisogno, prima di passare in
patinatrice, di un passaggio intermedio che consenta di togliere tutti
i difetti ed evitare una sua rottura in macchina.
Poiché ogni rotolo esce dalla macchina continua accompagnato da
una scheda che riporta, oltre ad alcuni dati identificativi, (lunghezza,
formato, tipo di carta, data e ora) anche l’indicazione dei principali
difetti (lmacchie, che possono essere chiare o scure, e buchi, grandi
o piccoli) con l’indicazione della loro rintracciabilità (a quanti metri
dall’inizio del rotolo e a quale distanza dal bordo), l’addetto alla
riarrotolatura può, una volta esaminato il rapporto rotolo (check-roll),
caricare il rotolo sul riavvolgitore, far passare la carta attraverso la
macchina, eseguire la centratura del rotolo e, quando il programma lo
richieda, eseguire anche la rifilatura in formato: soprattutto quando si
lavora con lama raschiante “stiff-blade” è sufficiente un piccolo difetto
sul bordo per provocare la rottura della carta.
Dopo queste operazioni preliminari si dà inizio alla riarrotolatura
fermando la macchina ad ogni difetto segnato sulla scheda per
tappare i fori con del nastro adesivo oppure con delle toppe di carta
adesiva ed esaminare le macchie a campione per verificarne la
causa. Nel caso la carta presenti rotture o fori troppo grandi, vengono
eseguite delle giunte con del nastro biadesivo adeguato al tipo di
carta e alle richieste del cliente; nel caso in cui i rotoli abbiano un
diametro inferiore a quello richiesto in patinatrice si procede ad un
abbinamento dei rotoli e, sempre nel caso in cui sia necessario, si
inverte il lato carta in modo che il lato tela si trovi all’interno o
all’interno del rotolo a seconda delle esigenze di produzione.
A questo punto si è ottenuto un rotolo senza difetti e pronto per la
successiva fase di patinatura.
Pagina 54 illustra un riarrotolatore con il carico e scarico bobina vuota
in automatico.
53
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 22 Macchina riarrotolatrice
54
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14 Metodi di patinatura
Nelle pagine seguenti viene illustrato il funzionamento di alcune
macchine patinatrici.
Come ho già accennato, approfondirò in questo testo le
caratteristiche e le modalità d’uso della patinatrice a lama metallica,
attualmente la più efficiente e la più diffusa in assoluto. Per quanto
riguarda altri tipi di patinatrice indicherò solo il loro principio di
funzionamento, partendo dai primi esemplari per arrivare a quelli
attualmente operanti in questo settore. Non sarà possibile,
comunque, fornire un panorama completo di tutti i tipi di patinatrice: vi
sono infatti tantissimi modi di applicare la patina e non fa parte degli
obiettivi di questo testo elencarli e fornire una spiegazione di tutti.
Per meglio rendere il metodo di lavoro utilizzato dalle varie macchine
per applicare la patina ho pensato di utilizzare dei disegni e fornire
una spiegazione solo di alcune parti essenziali.
14.1
Size-press
La collatura superficiale della carta è un’operazione vecchia come la
stessa fabbricazione della carta. La collatura superficiale è
l’applicazione di un agente collante sulla superficie del foglio.
Uno dei principali vantaggi della collatura superficiale rispetto alla
collatura interna è rappresentata dall’eccellente ritenzione del collante
sulla carta.
Lo scopo della collatura superficiale è quello di migliorare le
prestazioni della carta in relazione all’uso finale al quale essa è
destinata. In origine, la carta veniva collata per prevenire l’espandersi
dell’inchiostro; oggi la collatura superficiale gioca ancora un ruolo
essenziale nella produzione di carta per scrivere e carta da stampa.
Il trattamento superficiale comporta anche un aumento della
resistenza allo scoppio, alla trazione e alle doppie pieghe; permette
l’uso di cellulose meno costose ed un aumento della quantità di
cariche.
La collatura superficiale è una caratteristica operazione che si esegue
per la maggior parte dei supporti usati per la patinatura. Il trattamento
superficiale evita problemi quali la riduzione del drenaggio,
55
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
l’intasamento della tela e dei filtri umidi, la formazione del limo,
qualora si dovesse operare con la collatura in massa.
Molte sostanze vengono usate per le applicazioni superficiali. Tra le
più usate vi sono gli amidi di mais; altri prodotti che si possono
utilizzare da soli o in combinazione sono amidi diversi come colla,
NaCMC, Alginato, PVA e prodotti sintetici tipo lattici, e questo per
dare determinate proprietà al foglio di carta.
La macchina più semplice che permette questi trattamenti è la SIZEPRESS. Questa macchina è costituita semplicemente da una coppia
di cilindri che possono essere sistemati in tre diversi modi.
Il tipo più vecchio è la pressa verticale dove la soluzione cade a
doccia su entrambi i cilindri mentre l’eccesso della soluzione cade
dentro una vasca posta sotto i cilindri; all’inizio il cilindro inferiore era
immerso nella soluzione della vaschetta, tuttavia questa soluzione
cominciava a dare dei problemi non appena aumentava la velocità
della macchina.
Uno dei problemi con la pressa verticale è costituito dal ristagno della
soluzione sul lato superiore del foglio, per cui il foglio può deformarsi
se troppo pesante, e quindi risultare in un disuniforme assorbimento
sui due lati del foglio.
La pressa orizzontale è stata sviluppata e progettata per ovviare a
questi problemi: in questo caso si ha un uniforme ristagno su ciascun
lato del foglio, mentre l’eccesso cade da ciascun lato della pressa in
una piccola vasca di raccolta ad imbuto posizionata in
corrispondenza del contatto tra i due cilindri. La soluzione può essere
applicata al lato superiore soltanto portando ad intimo contatto il
foglio con il cilindro a monte. In questa maniera si impedisce
all’eccesso di soluzione di fluire sui bordi del foglio.
La pressa inclinata è stata sviluppata per evitare lo scomodo
percorso verticale del foglio che si ha nella pressa orizzontale.
E’ bene considerare alcuni fattori basilari che influenzano il
prelevamento delle soluzioni nella size-press. Il nip alla size-press
può essere diviso in tre zone come si può vedere dalla figura a p. 66.
Non appena la carta entra al nip, passa attraverso il bagno di
soluzione collante e ha luogo l’assorbimento del liquido nel foglio.
Quindi passa attraverso una zona di taglio dove il fluido può essere
compresso ed il liquido può essere forzato nel foglio; uscendo quindi
dall’altra parte del nip si ha la dosatura idrodinamica e la rottura del
film, probabilmente attraverso un meccanismo di cavitazione e
filmazione.
Il prelevamento della soluzione (salda) alla size-press è descritto da
equazioni, tra le quali
Pu = K1+ K2 / (S)n + K3  S
56
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
dove
Pu = prelevamento ad umido
K1,K2,K3 = coefficienti
 = viscosità
s = velocità di passaggio del foglio attraverso la salda (size-press)
n = indice (dipende dalla viscosità)
I tre termini
rispettivamente:
contenuti
nell’equazione
vengono
chiamati
K1 = termine di immobilizzazione
K2 = termine di assorbimento
K3 = termine idrodinamico
Il termine di immobilizzazione rende conto della salda
immobilizzata sulla superficie del foglio a causa delle irregolarità della
superficie e degli effetti che si hanno per la compressione e
l’espansione del foglio non appena esso passa attraverso il nip. Esso
dipende dalle proprietà del supporto, e specialmente dal grado di
raffinazione.
Il termine di assorbimento determina la quantità di liquido prelevata
dal foglio nel suo passaggio attraverso il bagno prima di entrare nel
nip. Il coefficiente K2 dipende sia dalla viscosità della soluzione, sia
dal grado di raffinazione dell’impasto.
L’indice (n) dipende dalla viscosità.
Il termine idrodinamico è una misura della quantità di salda che
viene dosata sulla superficie del foglio all’uscita del nip. Il coefficiente
K3 dipende dalla rottura del film di salda (una parte sul foglio e una
parte sul cilindro applicatore), dal grado del cilindro, dal carico al nip
per unità di lunghezza e dal fattore di deformazione della superficie
del cilindro. Per cilindri duri, questo fattore di deformazione è così
basso da poter essere trascurato, mentre assume grande importanza
e valore con cilindri in gomma.
Due sono i meccanismi basilari che rispondono all’incorporazione
della salda nel foglio sotto l’azione del nip della size-press: il primo
dipende dalla predisposizione del foglio ad assorbire la salda, per cui
in pratica l’assorbimento avviene tra il primo contatto con il foglio ed il
punto di massima pressione al nip.
I fattori che influenzano l’assorbimento sono:
 velocità della macchina, poiché maggiore è la velocità della
macchina, minore è il tempo necessario all’assorbimento
 viscosità della soluzione (salda): più è fluida, più rapidamente
penetra nel foglio. La fluidità dipende dalla reologia, dalla
concentrazione e dalla temperatura
57
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
 umidità: la sua influenza è diretta, se la carta è molto secca si ha
uno scarso assorbimento. Con l’aumentare dell’umidità aumenta
l’assorbimento fino ad un valore che varia dal 15 al 20% quello a
cui il foglio subisce una saturazione. In pratica l’intervallo di
umidità ottimale varia tra il 4 e il 12%, anche se valori maggiori non
danno problemi
 collatura in massa: ha un effetto contrario sull’assorbimento, infatti
la collatura interna conferisce idrorepellenza al foglio e quindi
l’assorbimento della salda sarà limitato e solo superficiale
 porosità del foglio ovvero volume dei vuoti che stanno in relazione
diretta con la pressione al nip per la quantità finale assorbita
Il secondo meccanismo che influenza il prelevamento è la quantità di
soluzione che passa attraverso il nip ed il tipo di rottura del film
quando il cilindro e la carta si separano. Questo è il fattore che
maggiormente determina la quantità di salda che rimane vicino o
sulla superficie del foglio. I fattori che influenzano la filmazione sono:
 la pressione idraulica a cuneo, molto importante, creata dal fluido
che entra al nip: questa pressione agisce sul cilindro e permette al
film di passarvi attraverso. La pressione aumenta sia con la
velocità che con la viscosità
 la superficie del foglio: una superficie meno liscia trasporta più
soluzione collante (salda)
 sia la pressione per unità di area al nip che la durezza del cilindro
agiscono in modo opposto alla pressione idraulica a cuneo per
espellere la salda al nip; il diametro del cilindro definisce la
pressione al nip per unità di area ad un determinato carico di
pressione lineare.
 l’uscita del foglio dalla size-press e la tensione del tiro influiscono
sulla rottura del film e sull’ancoraggio del film sul foglio.
Di tutti i fattori che influenzano la quantità di salda sul foglio di carta,
la viscosità della salda ed i solidi sono quelli più facilmente regolabili,
con i solidi che influenzano sia la viscosità sia il secco finale del
foglio.
Se si ha una data configurazione della pressa e si parte dal
presupposto che un foglio uniforme attraversi la pressa, la velocità
della macchina diventa il fattore principale da considerare poiché
essa (velocità) influenza il tempo di contatto. Vediamo gli effetti della
velocità della macchina: con velocità di macchina crescente
l’assorbimento diminuisce, mentre il distacco (spessore) della
pellicola aumenta linearmente. Considerando anche una salda a
bassa viscosità, si trova che si ha una riduzione nell’assorbimento
relativamente rapida al diminuire del tempo di contatto; la pressione
idraulica a cuneo aumenta abbastanza rapidamente con la velocità,
risultando in una rapida crescita nel distacco del film.
Combinando questi effetti si può osservare che a bassa velocità si ha
una elevata velocità di prelevamento dovuta quasi esclusivamente
all’assorbimento.
58
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
La velocità di assorbimento subisce una repentina caduta
aumentando la velocità fino a che non si ha la filmazione quale
meccanismo predominante per un completo prelevamento. A fluidità
più elevate l’assorbimento aumenta e tende a livellarsi; mentre nello
stesso tempo la pressione idraulica a cuneo decresce.
Il più immediato riscontro della combinazione tra la velocità della
macchina e la fluidità della soluzione è che nel prelevamento ad
umido c’è un punto di minimo nell’intera gamma delle velocità di
macchina, e questo minimo dipende dalle particolari condizioni di
lavoro.
Il presupposto da cui si parte è quello di avere un foglio di carta
uniforme ed una data configurazione della pressa. Il foglio uniforme è
un discorso piuttosto irreale, in quanto ci possono essere leggere ed
incontrollabili variazioni che entrando in size-press possono
influenzare l’assorbimento. Queste variazioni possono essere
fluttuazioni nella collatura interna dovute a cambiamenti nelle
condizioni dell’impasto, variazioni nella raffinazione o nel contenuto
dei fogliacci o variazioni nell’essiccamento.
Un profilo di umidità non uniforme significa una curva di prelevamento
in un unico punto, in un’unica area del foglio e ad un livello
completamente diverso l’uno dall’altro.
Una variazione nel tiro della carta può influire sulla quantità di salda
al nip, così come può influire sulla separazione del film ed alterare la
posizione del punto di distacco del film stesso.
Il grado di collatura del supporto controlla le proprietà di assorbimento
del foglio, soprattutto se aumenta l’angolo di contatto e quindi il grado
di idrorepellenza del supporto stesso, con la conseguenza di
diminuire la penetrazione della salda.
Reologia della salda: questa controlla sia il prelevamento della salda
da parte del foglio che la separazione del film di salda stesso. Questa
separazione è molto importante perché può dare origine ad un
fenomeno: i collarini. Molti autori hanno dedicato al fenomeno del
distacco e quindi ai collarini molti dei loro studi.
Booth ha eseguito uno studio nel quale la separazione del film di
salda sul nip era stata studiata attraverso l’uso di fotografie ad alta
velocità. Queste indicavano che con un nip divergente si formava una
sottile membrana, simile ad un nastro, ed infine si aveva la rottura
con la istantanea formazione di stalagmiti che ritornavano sulla
superficie stessa formando un collarino. In base a questi risultati
Booth ha imputato il difetto della formazione dei collarini alla reologia,
alla viscosità della salda, alla velocità di applicazione e alla quantità
di salda applicata.
Hunger ha puntato la sua attenzione sulla formulazione di una salda
per size-press, supponendo di avere una soluzione “viscoelastica
59
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
macromolecolare” per spiegare il meccanismo della rottura del film.
Ha affermato che la divisione del film di patina dopo aver lasciato il
film causa l’allungamento del film perpendicolarmente alla superficie
del foglio trattato. La soluzione viscoelastica macromolecolare orienta
le sue molecole simili a lacci perpendicolarmente alla superficie
trattata fino alla rottura del film ed i lacci delle molecole di polimero si
rompono istantaneamente dietro le due superfici di film rotti.
Secondo l’autore non c’è sufficiente veicolo da permettere alle pile di
macromolecole che si rompono di fluire liberamente verso il bordo.
Culp ha puntualizzato in un suo studio l’importanza dell’interrelazione
tra la ritenzione d’acqua ed i problemi reologici. Egli sostiene che
nell’istante dell’applicazione di una salda con bassa ritenzione
d’acqua c’è un immediato aumento nel contenuto solido della salda;
questo aumento è più marcato nel punto vicino alla superficie del
foglio, dove causa un aumento di resistenza al flusso il quale a sua
volta causa la rottura del film troppo vicino al cilindro applicatore.
Culp afferma che per un migliore risultato di applicazione in sizepress il film si deve rompere a metà tra la carta ed il cilindro
applicatore, e questo si può ottenere con una salda avente una
elevata ritenzione d’acqua, dove solo una piccola quantità di veicolo
si perde nel foglio, aumentando la resistenza al flusso.
Smith, Trelfa e Ware hanno trovato che le patine tissotropiche
lavorano meglio nella dosatura al nip: quando la carta arriva sotto il
nip contenente la salda, la carta istantaneamente comincia ad
assorbire acqua dalla salda. Questo assorbimento solidifica uno
strato di salda sulla carta impedendo la repentina formazione di un
flusso laterale: ciò causa la rottura del film delle patine tissotropiche
tra la carta e il cilindro applicatore nel punto in cui la forza di taglio è
più alta e la viscosità più bassa.
Quando in size-press si usa l’amido di mais sia come unico agente
collante che in miscela con altri tipi di additivi, si può lavorare in un
ampio intervallo di rapporto viscosità/solidi; si possono cioè applicare
prodotti amidacei ad alta viscosità e bassi solidi per avere un leggero
trattamento superficiale, oppure degli amidi modificati in modo tale da
avere ampi intervalli di viscosità che permettono di avere il grado di
penetrazione desiderato. In genere maggiore è la viscosità dell’amido
e più elevato è il suo potere adesivo.
La size-press viene usata per migliorare le caratteristiche superficiali
o per prepatinare. Quando le salde usate sono pigmentate ed hanno
bassi solidi; esse migliorano il liscio e la ricettività agli inchiostri,
riducendo la porosità del foglio.
Alcuni prodotti quali NaCMC, Alginati o PVA sono spesso considerati
come “formatori di film superiori”. In genere non sono utilizzati da soli,
ma in miscele binarie o ternarie in cui terzo componente è di solito un
amido preconvertito. Alcuni ricercatori affermano che la carta ha circa
60
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
il 50% di volume vuoto: accade che questi vuoti non possono
raccogliere più del loro volume stesso di salda.
Durante l’essiccamento, questo volume si restringe poiché la salda si
deposita sulla fibra: non si ha quindi un più completo riempimento di
vuoti. L’aggiunta di un pigmento, spesso caolino, permette di avere
un foglio più chiuso con una superficie più continua e liscia.
E’ chiaro che per migliorare l’aspetto della superficie di una carta
trattata in size-press si possono usare dei livellanti e dei lubrificanti
tipo stearato di calcio o poliglicole.
Come si è già detto, il principio di funzionamento consiste nel far
passare sia la patina che il supporto attraverso due cilindri, la cui
pressione determina la quantità di patina applicata. Vi sono diversi tipi
di size-press e qui di seguito ne sono illustrati alcuni.
In commercio vi sono size-press costruite con delle geometrie fra gli
assi che variano dall’asse verticale a quello orizzontale. Attualmente
si preferisce adottare soluzioni con asse a 30° o 45°, perché con
questi angoli vengono eliminati taluni problemi di macchinabilità e si
risolvono dei problemi qualitativi legati allo sporco o alla diversità di
assorbenza del prodotto sui due lati.
La size-press è costituita essenzialmente da due rulli, uno in
materiale tenero come la gomma, ed uno in materiale plastico più
duro. Questo tipo di macchine viene usato per applicare un’infinità di
prodotti, dall’acqua al ligninsolfonato a soluzioni di composti resinosi.
Per quanto riguarda la patinatura, la patina viene applicata solamente
in soluzione molto acquosa e la sua quantità non supera i 5 – 6 gr/mq
perché con concentrazioni più elevate vi è una maggiore aderenza ai
cilindri che creano lo spiacevole inconveniente della buccia d’arancia.
Un altro aspetto che determina i limiti della size-press è che con tali
macchine non è possibile superare certe velocità dettate da problemi
di costruzione della macchina stessa, anche se in questi anni si è
cercato di eliminare, almeno per quanto riguarda la patinatura, la
soluzione con pozzetto, inserendo il sistema “film-press” con
l’applicazione di due teste di patinatura che lasciano passare una
quantità di patina “film” che andrà ad applicarsi al supporto.
La Fig. 23 di p.62 mostra una size-press con possibilità di dosare la
soluzione direttamente fra i cilindri patinatori (presse) oppure la patina
sui cilindri esterni; per trascinamento sarà quindi portata dai rulli
intermedi ai patinatori e infine sulla carta.
61
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 23 Size press – le tre zone di contatto della carta
14.2
Film–press
Per poter aumentare le velocità delle macchine continue si è passati
dalla soluzione con pozzetto centrale a quella con pozzetto laterale
raggiungendo delle velocità di esercizio che variano dai 600 agli 850
m/min.
Per aumentare ulteriormente la produzione e migliorare la qualità
rispetto a problemi legati sia alla size-press singola che a più rulli,
sono state studiate con successo delle soluzioni chiamate “film–
press”. Le più comuni sono:
SYM – SIZE
SPEEDSIZER
BLADE METERING
SIZE – PRESS
Il principio è quello per cui prima del contatto con la carta si filma o si
lamina su ogni pressa una quantità predeterminata di prodotto,
calcolando che tutto il film venga assorbito dalla carta senza creare
accumuli fra i due cilindri.
L’alimentazione del prodotto avviene con il sistema SDTA o similare,
e la regolazione del film può avvenire con una lama o con una barra.
Quando la patina viene applicata su entrambi i lati del foglio, prima
dell’asciugamento del nastro di carta viene inserita una cassa
soffiante per mantenere il foglio in tensione al fine di non rovinare la
superficie della carta, come mostra la Fig. 27 di p.67.
Il tiraggio della carta viene mantenuto sia dai tiri a monte e a valle, sia
aumentando o diminuendo la velocità di uscita dell’aria dalla cassa.
62
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Nelle Figg. di p.64, viene riportato il funzionamento con SYM –SIZE;
inoltre a pagina 65si possono vedere le soluzioni adottate per
l’asporto della patina.
63
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 24 SYM SIZER
Fig. 25 NEW SYM SIZER
64
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 26 SYM SIZER double loaded blade (large diameter rod)
65
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 27 Patinatrice Film Press
67
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.3
Bel-BaPa
Questo modello (Beloit – Bardini, Pagani) offre la versatilità di una
size-press e di una patinatrice.
La testa di patinatura è con funzionamento “S” Matic, mentre vi è la
possibilità di trattare il lato retro in fase di patinatura grazie al sistema
gate-roll e cilindro di trasferimento regolati a velocità differenti.
Per poter lavorare in entrambe le soluzioni, il posizionamento del
blade è sensibilmente spostato indietro in modo da permettere il
distacco dal foglio in posizione poco più alta di quella orizzontale, ed
avere così la possibilità di effettuare il trattamento sul retro con il
cilindro di trasferimento che è lo stesso che viene usato per il
passaggio in size-press. Il vantaggio di questa soluzione sta inoltre
nell’avere in fase di patinatura il patinatore sempre bagnato, il che
evita problemi di accumuli di sporco sulla pressa patinatrice.
La soluzione size-press avviene variando il giro carta e staccando il
gate-roll; inoltre viene modificato il senso di rotazione delle presse per
permettere il passaggio della carta.
Nel disegno di pagina 69 viene riportato uno schema del
funzionamento della macchina, mostrando entrambe le soluzioni.
68
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 28 Patinatrice Bel BaPa
69
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.4
Metering-bar
La Metering-bar o barra rotante consiste nell’applicare con un cilindro
applicatore un eccesso di patina sul supporto e successivamente
asportare l’eccesso con una barra rotante.
Il cilindro applicatore è fornito di una lama metallica per livellare la
patina prima che vada a contatto con il supporto, al fine di depositare
su di esso solo la quantità di eccesso di patina desiderato.
Il cilindro applicatore gira in senso contrario alla carta e la quantità di
patina applicata è proporzionale alle caratteristiche della stessa;
inoltre un’ulteriore regolazione viene fatta in funzione del tipo di barra
montata.
Quest’applicazione, nata essenzialmente per le carte riciclate, ha
avuto applicazione anche come pre-patinatore nelle macchine di
piccola larghezza (formato): infatti l’uso di questa macchina non
permette grandi larghezze, di conseguenza veniva utilizzata
soprattutto perché l’installazione risultava molto vantaggiosa. Le
barre potevano essere montate (come attualmente in uso sulle
macchine a barra), con barra liscia oppure con barra scanalata.
Mentre con barra liscia si applicavano dai 6 agli 8 gr/mq di patina, con
la barra scanalata si riusciva a spalmare dagli 8 ai 12 gr/mq. Il foglio
passava normalmente in senso orizzontale rispetto alla testa di
patinatura e, per iniziare a patinare, i due cilindri all’estremità della
testa patinatrice venivano alzati o abbassati in modo da portare la
carta a contatto del cilindro recante su di sé la patina; l’altra
possibilità consisteva nell’avere i cilindri fissi e l’applicatore con
bacinella che si alzava o si abbassava.
Queste applicazioni avevano il notevole svantaggio di procedere
lentamente (non superavano i 200-250m/min) perché, oltre i 200250m/min. gli spruzzi che venivano a crearsi, sporcavano la barra
molto rapidamente, rendendo l’applicazione non più uniforme. Inoltre,
le patine che allora in uso avevano circa il 40% di solidi.
Da notare nelle figure di p.71 il passaggio da una barra rotante
applicata alla carta (per cui l’effetto raschiante dipende dal tipo e dalla
pressione della carta) ad una barra appoggiata ad una pressa
patinatrice e quindi in un certo senso indipendente dal tiro della carta
(figura superiore nella stessa pagina)
Direi quindi che il Champe-lex è il passaggio decisivo verso i sistemi
moderni.
70
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 29 Patinatrice Champelex / barra fissa
71
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.5
Patinatrice Massey
Come già accennato, la patinatrice Massey fu la prima vera
patinatrice per quanto riguarda l’applicazione della patina, anche se
con la size–press già in uso si poteva applicare con qualche
problema non trascurabile il prodotto.
Il principio di funzionamento della patinatrice Massey consiste nel
depositare nei cilindri (v. l’estremità destra del disegno a p.75) la
soluzione che successivamente verrà trasportata dai cilindri adiacenti
fino ad arrivare ai due cilindri di diametro superiore, che sono a
contatto con la carta, e depositandola sul supporto.
Per mantenere la patina in agitazione e migliorarne l’omogeneità i
cilindri trasportatori girano ad una velocità differente (i cilindri esterni
per esempio girano ad una velocità che varia dai 30 ai 40 giri/min)
così da creare un piccolo attrito. La quantità di patina da applicare
viene regolata aumentando o diminuendo la distanza fra i cilindri,
lasciando così passare più o meno patina. La patina applicata è quasi
totalmente assorbita dal foglio.
Questo tipo di macchina permette di lavorare con patine aventi
viscosità relativamente elevate.
La patinatura Massey (vedi la figura a p.75) viene preceduta
normalmente da una calandra a quattro cilindri per compattare un po’
il foglio; il percorso della carta è orizzontale, e l’applicazione della
patina avviene su entrambi i lati.
Altri modelli di patinatrici a rulli che possiamo “paragonare” alla
Massey anche se il primo è un prepatinatore sono:
• Patinatrice KCM (Fig. 31 a p.77)
• Patinatrice KOM (Fig. 32 a p.78)
• Patinatrice FABER (Fig. 33 a p.79)
Per poter lavorare con una percentuale di solidi alta (fino al 65%) ed
applicare quantità notevoli di patina senza pregiudicare la
distribuzione della stessa ossia; la patina può essere presa in modo
non uniforme dal primo cilindro; di conseguenza, attraverso tutta una
serie di trasferimenti, si riesce a portare sul cilindro applicatore una
quantità ben precisa con distribuzione uniforme, inoltre nel treno sono
compresi due cilindri oscillanti, cioè con un movimento di va e vieni,
onde eliminare ogni possibile disuniformità.
Anche in questo caso si può variare la velocità di rotazione dei vari
cilindri e la distanza regolabile tra un cilindro e l’altro.
Un fattore molto importante, come la size-press è la durezza della
gomma; in funzione della durezza si avrà al contatto una
deformazione più o meno grande, quindi un trasporto di patina
proporzionalmente variata.
72
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Le quantità di patina date normalmente con il Massey variano da 8 a
18 gr./mq con gli stessi problemi dell’applicazione della prepatinatura, della size-press, ad esempio la buccia d’arancia.
Il sistema KCM, un pre-patinatore fatto con un rullo intermedio più
piccolo, cromato od in acciaio inossidabile, con il vantaggio di avere il
contatto di trasferenza molto piccolo ed applicare grammature
bassissime con un tenore di solidi anche elevato.
Un'altra patinatrice a cilindri che si vuole accennare è il Faber, una
diversificazione del Massey nel senso che i principi sono gli stessi,
ma l’applicazione è divisa con un essicamento tra l’applicazione da
un lato all’altro.
Il Massey a differenza del Faber ha il vantaggio di occupare meno
spazio e di eseguire con un’unica passata la patinatura su entrambi i
lati creando però delle difficoltà di regolazione dell’apporto patina per
ogni lato, occorre infatti regolare la penetrazione della patina dai due
lati contemporaneamente, mentre su un faber si può eseguire una
regolazione su un treno di rulli senza influire sull’applicazione
successiva poiché le pressioni al nip dall’applicazione sono separate
ed indipendenti
73
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 30 Patinatrice Massey
75
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 31 Patinatrice KCM
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Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 32 Patinatrice KOM
78
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 33 Patinatrice Faber
79
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.6
La patinatrice a spazzole
Il principio di funzionamento consiste nell’applicare una quantità
desiderata di patina per mezzo di un cilindro applicatore a pozzetto
oppure spruzzando la patina sulla carta. Nelle macchine semplici, la
carta che ha ricevuto la patina poggia sulla superficie di un grande
cilindro oppure su un nastro trasportatore; il supporto di carta deve
aderire ad una superficie rigida per controbilanciare la pressione delle
spazzole.
A questo punto si inizia la levigatura: si utilizzano spazzole un po’ più
larghe del nastro di carta, con setole di diversa grossezza e durezza
(da peli di maiale fino ai peli di tasso), che oscillano trasversalmente
rispetto al moto del nastro di carta. L’oscillazione è guidata da
apposite guide e realizzata da un sistema di bielle. La frequenza
dell’oscillazione è logicamente regolata a seconda della velocità di
avanzamento del nastro di carta. Le spazzole sono in numero di tre o
cinque e l’ultima generalmente è ferma. Nelle macchine doppie il
supporto è immerso in una vaschetta contenente la miscela e
successivamente fatto passare attraverso una coppia di cilindri
rivestiti in gomma morbida. La distanza dei due cilindri rivestiti può
essere regolata in modo da lasciare la quantità desiderata di patina
aderente al supporto. Il dispositivo di spazzole oscillanti è quindi
doppio, e la carta viene sospesa tra le due serie di spazzole.
La velocità di funzionamento di questo sistema è modesta e non
supera i 100/120 m/min. Non è possibile aumentare di molto la
velocità, poiché per ottenere una buona stesura della patina c’è
bisogno di lavorare con patine piuttosto dai solidi piuttosto bassi; di
conseguenza, aumentando la velocità della macchina si dovrà
aumentare l’oscillazione delle setole, giacché una oscillazione troppo
rapida creerebbe una nuvola di spruzzi incompatibili con l’operazione
stessa. La patinatura a spazzole ha invece la grande prerogativa di
permettere l’applicazione anche di forti quantità di patina. Si possono
infatti applicare anche 25 g/mq di patina per ogni lato del supporto. La
quantità generalmente applicata varia dai 15 a 25 g/mq.
Le grammature delle carte prodotte con questo tipo di patinatrice
variano da 80 a 250 g/mq. A questo tipo di carte, infatti, si richiede
che la patina faccia veramente uno strato di copertura totale
(copertina). Ciò evidenzia la responsabilità della patina nei confronti
della stampa: infatti solo ad essa sono praticamente affidati tutti i
problemi di affinità degli inchiostri nel difficile meccanismo di
interazione tra superficie da stampare e inchiostri. Per questa ragione
e per altre di carattere qualitativo (pigmenti pregiati quali il bianco
satin, il bianco fisso ecc.), questo tipo di patinatura è ancora oggi
ritenuto quello che fornisce prodotti di miglior qualità, di maggior
pregio, quindi anche economicamente più costosi.
80
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 34 Patinatrice a spazzole
81
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.7
La patinatrice a spazzola rotante
La patinatrice a spazzola rotante è uno dei primi sistemi usati attorno
al 1950, e consiste essenzialmente in un cilindro che pesca la patina
dentro una bacinella, la applica ad una spazzola o ad un cilindro
ricoperto di feltro e successivamente alla carta.
Sono macchine che viaggiano a velocità variabile tra i 10 e i 100
mt/min e quindi decisamente superate.
Sono ancora usate in qualche cartiera per applicazioni speciali su
carte pregiate con patine a basso tenore di solidi cioè al 25/30% di
secco.
Nel disegno di p.83, vengono riportati i due modelli, a cilindro
ricoperto di feltro, e a spazzola rotante.
82
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 35 Patinatrice a rullo in feltro
83
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 36 Patinatrice a spazzola rotante
84
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.8
La patinatrice a pozzetto
La prima applicazione di patina a lama è in epoca abbastanza
recente, intorno al 1955 in una cartiera del Minnesota.
Il nuovo sistema può essere schematizzato pensando ad una sizepress a cui sia stato eliminato un cilindro (Fig. 37 p.86). Il pozzetto
atto all’applicazione della patina si otterrà con un corpo rigido recante
all’estremità una lama flessibile. Questa è posta in modo da dosare la
quantità di patina in funzione sia del pozzetto che dell’effetto
raschiante della lama stessa. I vantaggi di questa soluzione sono:
 possibilità di viaggiare a velocità notevoli perché la patina viene
lavorata tramite la lama
 creazione di pressioni atte a far penetrare più o meno nel supporto
la patina
 capacità di applicazione con patine al 50-65% di solidi
 diminuzione della quantità d’acqua da evaporare dopo il
trattamento.
Lavorando ad alta percentuale di solidi i fenomeni d’assorbenza
diventano meno gravi e la presenza di poca acqua permette di usare
nella carta una notevole quantità di pasta legno. Esiste però uno
svantaggio: il foglio assorbente a contatto della patina nel pozzetto
porta via una quantità d’acqua di cui è difficile conoscere il valore
esatto. Questo fa aumentare la percentuale di solidi e quindi variare
le caratteristiche dell’applicazione. Come mostra il disegno, con
opportuni ricicli si è potuto minimizzare questo fenomeno.
L’angolo di lavoro per questo tipo di patinatrici varia normalmente tra i
45° e i 60° e lo spessore della lama può variare a seconda delle
applicazioni dai 3 ai 6 decimi di mm. I problemi più gravi con una
patinatrice “Puddle” o calamaio, sono rappresentati dalle difficoltà
insite nel sistema, quali la disposizione della patina e l’avere delle
buone tenute laterali.
Nel disegno di p.87 sono riportate due soluzioni per la tenuta della
patina ai bordi.
85
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 37 Patinatrice calamaio per patinatura a flusso
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Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 38 Patinatrice a calamaio - estremità della lama
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Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.9
La patinatrice a rulli livellatori
Il principio di funzionamento consiste nell’applicare la patina su uno o
entrambi i lati con l’ausilio di cilindri applicatori e nel livellarla con dei
cilindri di piccolo diamentro che girano in senso contrario alla carta.
Si è accennate alle ragioni per le quali il sistema di patinatura a
spazzole, pur possedendo doti veramente notevoli quale mezzo per
trasmettere, spalmare e livellare quantità anche elevate di patina, ha
purtroppo delle limitazioni nella velocità di produzione e nei costi di
asciugamento.
Un notevole progresso è stato realizzato sostituendo i gruppi di
spazzole con dei rulli a diametro molto piccolo, cioè dei cilindri
(barre), cromate o rivestite in materiale ceramico, comandati e rotanti
con una velocità periferica uguale o diversa rispetto a quella della
carta. Alcuni di essi possono essere anche trascinati o addirittura
ruotare in senso inverso al moto della carta. Con questo dispositivo si
possono ottenere velocità circa doppie rispetto a quelle ottenute con
le spazzole.
Oltre alla maggiore velocità, i rulli livellatori permettono una maggiore
distribuzione, migliorando così il livellamento e l’applicazione della
patina.
L’asciugamento del nastro di carta è ottenuto con un tunnel ad aria
calda. Alcuni impianti hanno potenziato l’essiccamento con
l’inserimento di alcune file (cappe) a raggi infrarossi emessi da
pannelli radianti o bruciatori a gas; sono inoltre stati potenziati i tunnel
ad aria calda portando le temperature di esercizio oltre i 250°C (vedi
anche 15.9 L’asciugatura della carta).
Questo tipo di macchina, poco conosciuta nel nostro paese, viene
invece usata in diverse aziende del sud America.
Nel disegno di p.89 viene mostrato il funzionamento di una patinatrice
a rulli livellatori.
88
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 39 Patinatrice a rulli livellatori
89
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.10 La patinatrice a cilindro cromato
La carta monolucida prodotta sulle macchine monocilindriche trae la
sua brillantezza dal meccanismo secondo il quale il foglio ancora
umido, quindi plastico, viene compresso contro la superficie del
grande cilindro riscaldato ad alta temperatura. La pressione modella
la superficie del foglio patinato a perfetta immagine (negativa) del
cilindro. Se la superficie è speculare, questa particolarità si trasmette
alla superficie della carta che diventa brillante. Affinchè ciò avvenga è
però necessario che la carta giunga a perfetto essiccamento solo nel
momento in cui la carta si distacca spontaneamente dal cilindro.
È lo stesso principio della smaltatura delle fotografie o delle cartoline
illustrate, dei laminati plastici e di altri procedimenti.
Appoggiando ad un cilindro cromato e lucidato a specchio la carta su
cui è già stato depositato e dosato uno strato di patina umida, il foglio
aderisce e si incolla sulla superficie. La temperatura del cilindro
asciuga e poi essicca il foglio patinato, che si distacca
spontaneamente dal cilindro assumendo una superficie a specchio.
Questo sistema è particolarmente adatto per carte pesanti e
cartoncini.
Non è possibile ottenere la patinatura sulle due facce della carta, la
carta può cioè essere solo monopatinata: la seconda operazione
danneggerebbe infatti la prima patinatura.
Le patine usate per questo tipo di patinatura contengono al loro
interno soluzioni che in fase d’asciugamento contro il cilindro
permettono il distacco della patina senza pregiudicare la finitura
superficiale.
Il disegno di p.91 mostra il funzionamento di una patinatrice a cilindro
cromato.
90
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
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Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 40 Patinatrice a cilindro cromato
92
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.11 La patinatrice a lama d’aria
Il principio di funzionamento consiste nell’usare un flusso d’aria con
una pressione che varia fra i 5 e i 12 psi, opportunamente indirizzato
e calibrato sul supporto, dove precedentemente è stata applicata la
patina. Questo getto d’aria è all’incirca orientato a 45° rispetto alla
tangente al punto di contatto fra cilindro e carta e forma con la sua
pressione una lama d’aria che asporta l’eccesso di patina dal
supporto.
Questo sistema può essere effettuato soltanto con macchine
semplici, che patinano soltanto un lato del foglio alla volta. Volendo
patinare la carta su entrambe le facce del foglio è necessario
asciugare la carta monopatinata ed effettuare la stessa operazione
sulla faccia opposta.
Il nastro di carta che proviene dalla bobina montata allo svolgitore
mantiene la carta ben tesa e aderente ad un cilindro metallico in
movimento; a questo punto la carta viene ricoperta con un eccesso di
patina (può anche non essere patina). Una lama di aria fuoriuscente
da una fessura, trasversale al foglio e quindi al cilindro portante,
provvede a rimuovere l’eccesso di patina e a farlo ricadere nella
vaschetta, dove viene rimescolato e riciclato con quella nuova.
È possibile regolare la luce delle fessure, la velocità di uscita dell’aria
(che può aggirarsi tra i 5 e i 10000 m/min), nonché l’angolo di
inclinazione della lama nei confronti della superficie della carta
contenente l’eccesso di patina.
Il sistema di patinatura a lama d’aria offre una carta con buone
caratteristiche di superficie, nel senso che il livellamento prodotto,
maschera in parte le asperità superficiali del contesto fibroso.
Una notevole limitazione è data dalla velocità di lavoro, che in
generale si aggira attorno ai 300 m/min; oltrepassare tale limite
significa porre la lama d’aria in condizioni operative eccessivamente
difficili. Inoltre, per ottenere una buona uniformità di distribuzione, è
richiesta una patina con basse viscosità e quindi un modesto
contenuto di solidi. Anche se con questo tipo di sistema è possibile
applicare grandi quantità di patina, la viscosità con cui lavorano tali
macchine è relativamente bassa, attorno ai 500 c.p.s. ed un
contenuto di solidi attorno al 45% di secco.
Bassa viscosità significa che, per elevare la velocità, la forza
centrifuga tende e allontana la patina dal cilindro supporto, mentre
basse percentuali di solidi determinano la scarsa quantità di patina
depositata sul supporto, e quindi poca coprenza.
La lama ad aria normalmente viene impiegata come elemento di
patinatura fuori macchina, ma è stata anche usata come
complemento di altri sistemi.
93
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Si presta bene per carte leggere tipo cromo, ma non per cartoncini
pesanti o per cartoni, perché il raggio di curvatura del cilindro di
appoggio è molto ridotto.
Nel sistema a lama d’aria può succedere che sotto il soffio incidente
sulla miscela fluida, l’aria provochi una certa azione selettiva nei
confronti dei pigmenti, lasciando in superficie le particelle più
grossolane, con notevoli conseguenze sulla stampabilità della carta
prodotta. Di qui l’esigenza di usare la lama d’aria quale dispositivo
per patinare cartoni o cartoncini o per la spalmatura di lattici,
emulsioni colloidali o altri trattamenti superficiali privi di pigmento.
Dati i costi elevati dettati dalla macchina, l’applicazione principale è
costituita da carte particolari o carte copiative dove sono presenti
delle microsfere contenenti l’inchiostro che sotto un’azione meccanica
si romperebbero.
Il disegno di p.94 mostra una testa di patinatura a lama d’aria.
Fig. 41 Patinatrice a lama d’aria
94
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.12 La patinatrice a lama metallica
Qui di seguito vengono mostrati e spiegati i tre modelli attualmente
più in uso, che fanno parte delle macchine concepite come inverted
trailing blade, e sono:
 con vaschetta e cilindro applicatore (flooded Nip)
 Jet Fountain
 Short Dwell (S.D.T.A. Short Dwell Time Applicator).
Nel Flooded Nip (Fig. 42 p.96), il cilindro applicatore è immerso in
una vaschetta che contiene la patina per più della sua metà, è
rivestito con un manto di gomma e gira in favore della carta che
spruzza sotto la lama in modo che non si creino delle mancanze.
Il Jet Fountain (Fig. 43 p.96 e Fig. 44 p.97), è costituito da una
camera pressurizzata dove passa la patina che viene trasferita
direttamente sulla carta prima della lama, passando per un foro
calibrato largo tutta la sua larghezza. Questo accorgimento serve sia
per diminuire la quantità di patina in circolo, sia per ridurre il tempo di
contatto fra carta e patina, evitando così la migrazione delle parti
fluide.
L’S.D.T.A. (Figg. di pag. 99 e 103) è quasi simile alla patinatrice del
tipo Jet Fountain; il vantaggio è che tutto il lavoro di applicazione ed
asporto della patina è nella testa di patinatura.
Poiché vi sono diverse soluzioni e metodi di regolazione per l’asporto
della patina, in questo testo si vuole mostrarne uno molto funzionale.
Il disegno di p.107 mostra un coltello per l’asportazione della patina
con lama raschiante modello “S” Matic-Blade. L’applicazione della
patina avviene con cilindro sommerso oppure con S.D.T.A., mentre
l’asportazione della stessa avviene per sfregatura della lama contro la
carta.
Dalla figura si può notare che il punto di spinta è a circa 2/3
dell’estensione della lama ed il movimento di rotazione della testa è
incernierato intorno ad un punto fisso sulla tangente dell’angolo al
punto di contatto con la carta (tipe angle). Con questa soluzione è
possibile variare sia l’angolo che il carico, senza che l’uno influisca
sull’altro, evitando così sbalzi di peso patina al variare delle
impostazioni.
Nel disegno di p.108 viene mostrata nella sua struttura una
patinatrice con quattro teste per la patinatura.
95
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 42 Flooded nip
Fig. 43 Jet Fountain
96
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 44 Jet Fountain
97
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
99
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 45 Operativo
100
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
14.13 La prepatinatura
Quando si stende la patina sul supporto bisogna rispettare una
notevole quantità di esigenze tendenti a creare una situazione
ottimale. Bisogna, altri termini, creare dei compromessi. Questi ultimi,
per principio, rispettano solo in parte le esigenze dei singoli fattori;
inoltre, se è già estremamente difficile equilibrare variabili note; e a
queste si addizionano, come capita n tutti i processi produttivi,
elementi meno dominanti o meno conosciuti, il compito diventa assai
arduo, specie dal punto di vista dell’uniformità qualitativa nella
produzione.
Nel caso specifico della patinatura della carta, l’adesivo deve legare i
pigmenti, ancorarli al supporto, condizionare l’assorbenza
dell’inchiostro, eventualmente resistere alla umidificazione (carte da
stampa off-set), non entrare in profondità nel supporto sia per non
lasciare privo il pigmento, sia per non disturbare la successiva
patinatura sul retro del foglio. Questo è forse l’equilibrio più difficile da
impostare e da mantenere. I mezzi a disposizione sono molti; e tra i
principali sono:
 dare alla patina una buona “ritenzione d’acqua”, creare, con
l’ausilio di ritentori, una certa difficoltà in modo che il veicolo
acquoso abbandoni la sospensione
 dare al supporto un’assorbenza controllata con l’ausilio di collature
alla colofonia o con altri sistemi.
Lo scopo della prepatinatura sul supporto è evidente: si tratta di
creare sulla sua superficie un fondo, una preparazione adatta a
ricevere la successiva patinatura. La prepatinatura è realizzata in
macchina o fuori macchina con presse semplici (per esempio la
pressa collante), o con sistemi tipo cilindri multipli, lama d’aria o, negli
impianti moderni, con delle speed-sizer oppure con delle sim-size. Si
tratta per lo più di sistemi abbastanza economici, relativamente
semplici, di grande elasticità operativa, che impiegano formulazioni
economiche a basse percentuali di solidi, con adesivi compatibili e
spesso affini alla successiva patinatura, adatti allo scopo e a soluzioni
particolari in funzione del tipo di carta da produrre.
Anche la scelta dei pigmenti è importante.
La prepatinatura si sta diffondendo rapidamente. La superficie della
carta patinata ha delle qualità di lucido, di uniformità superficiale e di
stampabilità notevolmente migliori e pari alle carte patinate classiche
a elevato spessore di patina. In alcuni casi, quando occorrono effetti
di brillantezza e uniformità assolutamente eccezionali e specialmente
per le carte cromo, cioè patinate su un solo lato, si ricorre anche alla
patinatura multipla. In questo caso si eseguono due, tre o più passate
successive, ciascuna con modeste grammature, portando il foglio di
carta a superfici sempre più regolari, uniformi e brillanti.
101
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Tali operazioni vanno ad incidere sul costo del prodotto finito e la
convenienza economica è logicamente legata alle quotazioni di
mercato.
Uno dei motivi perché in diverse aziende si è ritenuto opportuno
installare un prepatinatore in macchina continua, oppure attrezzare la
patinatrice con più teste di patinatura è proprio per dare la giusta
quantità di patina diminuendo i passaggi.
Nella figura di pagina 109 viene mostrata una sezione di una
macchina continua destinata alla prepatinatura della carta.
102
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
103
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 46 Coating flow
104
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
105
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 47 Washout
106
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 48 I diversi carichi
107
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 49 Patinatrice a 4 teste di patinatura
108
Capitolo 14 – Metodi di patinatura
Fig. 50 Patinatura in macchina continua
109
Capitolo 15 – La patinatrice
15 La patinatrice
In questo capitolo è stata scelta ed approfondita la patinatrice a lama
metallica inverted trailing blade, che è la più diffusa in assoluto per
la vasta gamma di carte che può produrre: grafiche, LWC, carte
speciali e art-paper. Poiché permette di lavorare ad elevate velocità,
la sua versatilità è molto ampia: si possono applicare da 4 a 20 gr/mq
di patina per lato con viscosità che variano tra 120 e 2400 c.p.s.,
contenuto di solidi da 27% a 72% di secco.
Verrà inoltre illustrato ed approfondito il metodo di patinatura con
vaschetta e cilindro applicatore. Anche in questo caso il principio di
funzionamento si basa sull’applicazione di un eccesso di patina che
viene successivamente raschiata da una lama d’acciaio a contatto
con la carta. Come ho avuto modo di spiegare nel capitolo
precedente, si tratta di un sistema che viene utilizzato da tre diversi
tipi di macchine:
 Flooded nip (con vaschetta e cilindro applicatore)
 Jet fountain
 Short dwell (S.D.T.A. = Short dwell time applicator)
Nel disegno di pagina 96 viene riportata una patinatrice con due teste
di patinatura, che sarà presa come riferimento in questo capitolo.
111
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 51 Patinatrice a lama metallica
113
Capitolo 15 – La patinatrice
Anche se a volte la patina arriva in macchina già concepita per una
determinata produzione (tenendo conto quindi del tipo di carta, del
tipo di macchina e delle caratteristiche del prodotto finale), può
succedere che sia necessario effettuare anche delle prove
direttamente in macchina e sulla base di queste valutare se la
patina è effettivamente adatta. È possibile che la patina presenti
valori diversi in termini di secco, viscosità, in riferimento ad altri
componenti e in relazione al suo comportamento reologico: tutti fattori
da tener presenti per adottare in fase di patinatura gli accorgimenti
opportuni e ottenere dalla patina il maggior rendimento possibile.
Si è già accennato al fatto che vi sono dei caolini a forma lamellare
ed altri sferici: se quei caolini o il mix di caolini si distribuisce sotto la
lama in maniera turbolenta e le lamelle si dispongono in maniera
verticale, oppure non uniforme, la qualità della carta e in special
modo il lucido ed il liscio risulteranno con valori più bassi.
Nei disegni di pagina 163 e 164 si può vedere il comportamento delle
lamelle di caolino in funzione dell’angolo della lama. In questo caso la
scelta della lama, come spessore, altezza, composizione ed
angolazione da mantenere in fase di patinatura, e non ultimo il carico
o la pre-tensione che la lama deve avere in fase di lavoro, rivestono
un ruolo molto importante per la distribuzione della patina.
Per questi motivi, in funzione del tipo di patina da applicare si
monterà sul porta lama o la lama raschiante o quella lisciante, e si
sceglierà inoltre l’angolo di contatto più opportuno.
E’ importante tenere presente che in fase di patinatura è possibile
modificare la patina solo variando la quantità di acqua, mentre
bisogna dare per scontato che tutti gli altri parametri siano corretti, o
comunque partire dal presupposto che non sono più modificabili, in
quanto le correzioni vanno ad influenzare solo la patina presente nel
circuito della macchina e bisogna quindi ritornare in raffinazione per
apportare le modifiche definitive. In particolare, aumentando la
quantità di acqua è possibile aumentare la velocità della macchina e
lavorare con un angolo minore; bisogna però tenere presente che con
un angolo basso (che significa che la patina ha una minore quantità
di solidi), aumenta la penetrazione nel contesto fibroso e si ha una
conseguente perdita d’acqua da parte della patina e un rigonfiamento
delle fibre del supporto.
Passiamo ora ad una descrizione della patinatrice e del suo
funzionamento in cartiera.
In cartiera possiamo trovare patinatrici che lavorano a ciclo continuo
o a ciclo settimanale. Una volta stabilito il programma di lavoro la
macchina va avviata con un certo anticipo per consentire il
riscaldamento e il controllo degli impianti.
L’impianto di lubrificazione è a pressione ed è composto da:
114
Capitolo 15 – La patinatrice
 filtri a tutta portata,
 un serbatoio generale dell’olio e di decantazione per la
separazione dell’acqua
 due pompe di mandata olio (una di riserva all’altra) e un
riscaldatore elettrico in linea e di raffreddamento dell’olio.
Si tratta di un impianto progettato per l’alimentazione a pressione
costante (secondo valori regolabili), dei punti che richiedono
lubrificazione e prevede l’attivazione del sistema di allarme nei
seguenti casi:
 se la pressione di alimentazione scende al di sotto del livello
prefissato, sia generale che per punti (in questo caso la pompa di
riserva entra automaticamente in funzione)
 mancanza di flusso dell’olio
 quando il serbatoio generale raggiunge il livello minimo
 quando il filtro è sporco
Descrivo qui di seguito le varie operazioni che è necessario effettuare
prima che la macchina possa iniziare il processo di patinatura.
Dopo aver avviato la centralina di riscaldamento dell’olio ed i
ventilatori per il raffreddamento dei motori, si possono avviare le
pompe per inviare l’olio di lubrificazione della macchina e, una
volta passato il tempo necessario per permettere che l’olio sia in
circolo, si avviano i motori principali, che possono essere stati
montati per settori, in modo che ogni organo di comando abbia il suo
specifico motore, oppure con albero longitudinale, (il rapporto con
l’organo in movimento viene trasmesso per mezzo di un riduttore
collegato ad una frizione).
Verificato che tutto sia funzionante basta portare a temperatura le
cappe ad aria, eventualmente accendere le cappe ad infrarosso
dopo aver aperto il vapore alle seccherie, quando per le
caratteristiche della carta da produrre è necessaria una maggiore
capacità di asciugamento. Una volta controllata e sistemata la
macchina, mentre si completa il riscaldamento si può iniziare a
prelevare dalla cucina patine la patina che andrà a riempire le tine
finali (Beck Finali) e, riempite le tine, si avvieranno le pompe di
circolazione e/o alimentazione, che portano la patina nelle vaschette
di patinatura. A questo punto, se il tipo di patinatura lo richiede o se
non era stato fatto di recente, si eseguirà un azzeramento della
lama con la pressa (Backing roll), verificando che la patina applicata
sia ben distribuita su tutto il formato, e si eseguono anche tutte le
operazioni di controllo sulle cappe e sugli essiccatori (verificare che
non siano sporchi o incrostati), per poi portare la macchina a velocità
di introduzione ed iniziare il passaggio della carta: è questo il
momento in cui ha inizio il processo di patinatura.
Una volta avviato il processo è necessario mantenere nel tempo le
caratteristiche richieste: la carta va controllata costantemente
115
Capitolo 15 – La patinatrice
tramite dei rilevatori di scansione che trasmettono ad un monitor i
relativi valori. Le caratteristiche da tenere in considerazione per una
buona conduzione sono la grammatura, l’umidità, lo spessore, la
quantità di patina applicata per ogni testa di patinatura (una macchina
può avere più teste di patinatura in funzione della quantità di patina
da applicare e anche perché può essere necessario applicare una
patina diversa per ogni strato) e, infine, le ceneri. Per permettere a
chi conduce la macchina di eseguire le operazioni di aggiustamento i
rilevatori di controllo forniscono ad ogni scansione il profilo attuale del
foglio.
Le operazioni di controllo e taratura dei rilevatori di scansione
vengono eseguite da personale estraneo alla patinatrice: si tratta
quindi di una fase della lavorazione che non verrà qui presa in
considerazione; è importante comunque tenere presente che chi
esegue i controlli può soltanto modificare i valori per il controllo in
automatico.
Nella figura di p.113 è possibile vedere una macchina patinatrice
composta da:
 uno svolgitore
 una serie di cilindri guidacarta che possono essere sia lisci che
scanalati
 dei cilindri bombé (mount-hope)
 due teste di patinatura
 cinque cappe ad aria
 una serie di file di essiccatori ad infrarosso
 due seccherie
 un riavvolgitore (pope di patinatrice)
La patinatrice scelta come modello in questo testo è una patinatrice in
linea, ossia una macchina che presenta una successione progressiva
di componenti. Si tratta ovviamente di un particolare tipo di macchina,
ed è giusto ricordare che esistono macchine patinatrici che, pur
lavorando con due teste di patinatura, sono completamente diverse
da quella presa qui in esame (ad esempio vi sono macchine che
hanno entrambi i patinatori al centro della macchina, in altri casi lo
svolgitore si trova nella parte centrale; poi ci sono macchine a più
teste di patinatura che possono venire montate a livelli diversi).
Esaminiamo ora la macchina, spiegando la funzione
caratteristiche delle diverse parti che la compongono.
e
le
Come mostra il disegno di pagina 113, la carta deve compiere un
certo tragitto per passare dallo svolgitore alla prima testa di
patinatura, ed essendo necessario mantenerla ad una certa tensione,
variabile a seconda del tipo di manufatto, è inevitabile che si creino
delle false pieghe al centro, proprio a causa della tensione e della
116
Capitolo 15 – La patinatrice
distanza tra un organo e l’altro. Per ovviare a questo problema si
utilizza un cilindro spiralato a mezza vite collocato nei punti
critici (questo cilindro ha la proprietà di distribuire uniformemente il
foglio). Nei tratti lunghi e rettilinei è sufficiente invece un normale
cilindro liscio.
I cilindri bombé (mount-hope) vengono montati dove la carta ha
bisogno di una tensione maggiore fra l’interno e l’esterno del foglio.
Quando in macchina il supporto è regolare e costante, questo tipo di
cilindri non viene toccato (si possono inclinare per aumentare o
diminuire la bombatura); quando invece si lavora con un supporto che
determina variazioni di tensione su parte del formato, è necessario
inclinare il cilindro bombé al fine di portare la carta alla stessa
tensione su tutto il formato.
Infine, su talune macchine patinatrici vengono montati dei cilindri
tenditori nei punti di maggior tiraggio della carta (come all’uscita
della seccheria o del patinatore): si tratta di cilindri oscillanti, forniti di
una freccia indicatrice per verificare la tensione reale della carta e per
ammortizzare il raggiungimento in tensione. La tensione reale
(espressa in Kg) viene visualizzata da un indicatore collegato ad una
cella di carico montata su entrambi i lati dei cilindri guidacarta che
servono per il rilevamento della tensione.
I diversi cilindri presenti nella macchina patinatrice possono essere
in acciaio oppure rivestiti di gomma: i cilindri in acciaio permettono
alla carta di scivolare anche quando girano a velocità diverse, mentre
i cilindri di gomma, se non sono alla stessa velocità, possono creare
delle difficoltà di conduzione.
I comandi della patinatrice, che servono per controllare e gestire la
macchina, sono situati sia nella sala controllo che nei punti vicino alla
macchina.
Nella foto di pagina 122 si può vedere una testa di patinatura fornita
di un pulpito mobile dove montano i comandi del patinatore: ne
vedremo l’esatto posizionamento man mano che esamineremo in
modo particolareggiato il funzionamento della macchina.
La macchina è fornita di una serie di carrucole per permettere sia il
passaggio carta che l’indipendenza degli altri organi in movimento
qualora la macchina andasse a regime di patinatura.
I gruppi tendicorda, ad azionamento pneumatico, sono montati nel
piano sotto la patinatrice; le corrispondenti apparecchiature di
comando a distanza del sistema pneumatico di tensione della/e
corda/e sono montati sul pulpito di comando oppure vicino alla zona
dove è collocato il motore per il trascinamento. Ogni pulpito è inoltre
fornito di interruttore acceso/spento che permette di fermare in
qualsiasi momento l’introduzione.
117
Capitolo 15 – La patinatrice
Il lavoro in patinatrice inizia con l’introduzione della carta, effettuata
ad una velocità (detta velocità di introduzione), che è all’incirca di 15
mt. al minuto. Il trasporto della carta attraverso la macchina può
avvenire secondo la modalità a corda semplice o quella a corda
doppia.
Il trasporto carta a corda singola richiede l’esecuzione di un
aquilone sul rotolo (vedi la figura a p.123): la carta, piegata attorno ad
una forma di feltro ed appesa ad una corda, viene fissata con del
nastro adesivo in modo che rimanga bloccata tra le piegature.
La forma di feltro che serve per il trasporto del foglio; una volta
effettuata questa operazione è necessario fermare la macchina ed
appendere l’estremità della corda dell’aquilone alla corda di
passaggio carta della macchina. A questo punto si darà
contemporaneamente il via al rotolo da svolgere e alla corda di
trascinamento della carta. La velocità del rotolo viene regolata tramite
un reostato collocato sul pulpito dello svolgitore, e la carta viene poi
portata in tiro quando abbraccia i cilindri essiccatori della prima
batteria.
Il trasporto a corda doppia consente un’introduzione meno
elaborata in quanto è sufficiente fare la punta alla carta, iniziando
dalla parte dove è situata la corda, e, con la macchina già a velocità
di introduzione, si lancia la punta di introduzione del foglio di carta
(coda) dentro una forcella dove scorrono le due corde che
tratterranno la carta per tutto il tragitto. Anche in questo caso sarà
necessario regolare con il potenziometro la velocità del rotolo e,
quando la carta avrà abbracciato la prima seccheria, si potrà portare
la carta in tiro ed inserire l’automatismo di regolazione automatica.
Il personale deve controllare tutta l’operazione di introduzione,
intervenendo se si presentano alcune difficoltà di passaggio oppure
nell’allargamento del foglio; in particolare sarà necessario rieseguire
l’operazione di introduzione se si dovesse verificare la rottura della
carta o anche un parziale ostacolo all’introduzione e, naturalmente,
ogni qualvolta dovesse mancare il supporto in patinatrice.
La patinatrice è fornita di dispositivi abbattifoglio che servono per
tagliare la carta qualora si verificasse la necessità di interrompere il
processo di patinatura. Normalmente sono due, montati sulla tesa
orizzontale del foglio fra il cilindro di regolazione del “tiro” e la
stazione di patinatura, completi di cilindro pneumatico di
azionamento; possono funzionare in modalità automatica, (mediante
un asservimento alla cellula di rilevazione di rottura foglio), o in
modalità manuale (con comando a distanza dai pulpiti della
macchina).
118
Capitolo 15 – La patinatrice
15.1
Il cambio rotolo
Per l’operazione di cambio rotolo in automatico si utilizza uno
svolgitore in continuo (v. figura a p.124), ad incollaggio volante, che
può essere del tipo reversibile o non reversibile (risulta comunque più
conveniente variare il lato carta al riarrotolatore, come ho avuto modo
di spiegare nel capitolo 13), e con il foglio che va verso l’alto o verso il
basso.
Nello svolgitore primario troviamo quei componenti fondamentali:
 le rotaie, che permettono l’avanzamento del rotolo dalla
postazione di stazionamento alla posizione di svolgimento carta e
sono tenuti in posizione o spinti in avanti da dispositivi,
rispettivamente di arresto o spinta ad azionamento pneumatico
 il dispositivo di posizionamento delle bobine
 la pinza di bloccaggio
 il supporto di bobina in trasferimento durante la sequenza di
incollaggio volante per il cambio rotolo in velocità e durante la fase
di svolgimento
Effettuato il cambio rotolo, a bobina ferma, si verificano i seguenti
passaggi:
 la frizione disinserisce automaticamente i morsetti di bloccaggio
che vengono aperti
 gli arresti dei bracci vengono ritirati ed i bracci secondari
proseguono il loro lavoro per deporre sulla tavola a scivolo la
bobina vuota che verrà successivamente o scaricata su un
apposito carrello oppure, in altri tipi di macchina, tolta dalla sede
con un carroponte.
Per effettuare quest’ultima operazione si inizia facendo una giunta sul
rotolo intero che prenderà successivamente il posto di quello in corso
(vedi figura a p.124). Si carica il “jumbo roll” allo svolgitore primario,
lasciato libero dal rotolo in svolgimento che è passato allo svolgitore
secondario. Se il cambio è manuale si imposterà il diametro del rotolo
da svolgere e si allineerà la giunta con la pressina di incollaggio. Si
possono utilizzare diversi tipi di carrelli: come esempio consideriamo
un tipo di carrello con il passaggio carta verso l’alto, in cui l’insieme
del carrello del sistema di incollaggio volante corre su di un piano ed
è progettato in modo che la linea del piano di corsa del cilindro di
incollaggio passi per l’asse del rotolo che è montato sullo svolgitore
primario fisso. Questo montaggio assicura che l’impatto del cilindro
d’incollaggio sia sempre diretto verso il centro del rotolo
indipendentemente dal diametro del rotolo stesso.
Il cilindro inferiore del carrello è un cilindro guidacarta del gruppo
taglio-carta, che indirizza il foglio dal rotolo sui bracci secondari, in
modo da creare un piano di corsa fisso del foglio con il cilindro
guidacarta di incollaggio: è su questo piano che scatta il coltello di
119
Capitolo 15 – La patinatrice
taglio del foglio dalla bobina in esaurimento per il cambio rotolo in
velocità.
Sulla parte superiore del carrello è montato un cilindro guidacarta
comandato che serve a guidare il foglio dal cilindro di incollaggio
verso i cilindri guidacarta di trazione. In particolare, il cilindro
guidacarta di incollaggio è montato su bracci oscillanti, collegati tra di
loro da un albero trasversale equipaggiato con il dispositivo
pneumatico di comando dello scatto che entra in funzione quando
viene attivata la sequenza di cambio rotolo. Il coltello taglia-foglio a
scatto, completo di dispositivo pneumatico di comando, è montato fra
il cilindro guidacarta del coltello ed il cilindro guidacarta di incollaggio,
per poter tagliare il foglio della bobina in esaurimento
immediatamente dopo l’incollaggio volante.
La pressina di incollaggio è rivestita con uno strato di gomma
morbida per facilitare la sagomatura della carta con il profilo del rotolo
quando questa andrà a contatto al momento dello sparo.
IL sistema di controllo dell’incollaggio volante, con il cambio
bobina in velocità per il processo di svolgimento in continuo può
essere manuale o automatico.
Il sistema di controllo automatico comprende le seguenti funzioni.
 ricerca e selezione del diametro del rotolo e innesto automatico
delle sequenze di accelerazione e incollaggio per mezzo di
trasduttori di segnale (il diametro del rotolo viene calcolato
automaticamente per mezzo di un rilevatore di lettura del segno
posto manualmente sul rotolo dal personale).
 temporizzatore elettronico (utilizzato tanto per il circuito di
controllo della sequenza automatica di “sparo” del cilindro di
incollaggio, quanto per la sequenza manuale impostata
dall’operatore) che entra in funzione quando la linea di incollaggio,
la cui posizione viene individuata da un apposito rilevatore, passa
sotto il cilindro dello “splice”
 controllo elettronico del meccanismo di “sparo” del coltello
taglia-foglio che serve a definire la lunghezza della coda (tale
lunghezza è costante pertanto indipendente dalla velocità della
macchina).
Il sistema di controllo manuale, invece, prevede questa sequenza:
 viene caricato il “jumbo roll” allo svolgitore primario, non più
occupato dal rotolo in svolgimento che è passato sullo svolgitore
secondario
 si imposta il diametro del rotolo da svolgere e si allinea la
giunta con la pressina di incollaggio;
 si porta il sensore di rilevazione della giunta nella posizione
prevista per l’incollaggio
 dopo che la pressina si è posizionata sul rotolo da cambiare, si
imposta il tempo di ritardo necessario al coltello per tagliare la
carta (il tempo di ritardo si ricava utilizzando una tabella che
120
Capitolo 15 – La patinatrice
riporta sull’asse delle ascisse il diametro del rotolo e sull’asse delle
ordinate la velocità della macchina; il valore individuato viene
impostato sul lettore per il cambio rotolo)
 si avvicina il corpo dell’incollaggio, composto come quello del
cambio rotolo in automatico, portando ad una distanza di circa 10
mm. dal rotolo da cambiare
 il rotolo da svolgere viene portato alla stessa velocità del rotolo da
cambiare (con un tachimetro)
 premendo un pulsante apposito viene attivata una sequenza di
operazioni che porta, in sincronia, all’azione della pressina sul
rotolo e al taglio della carta dal rotolo terminato
Data la complessità dell’operazione e il numero delle varianti in gioco
è possibile che, specialmente quando si lavora in modalità manuale,
l’operazione di cambio rotolo non riesca in maniera adeguata,
specialmente per problemi legati al sincronismo delle operazioni da
effettuare, che è ovviamente più facile da ottenere lavorando in
automatico.
Infine, quando non si lavora in automatico e il tachimetro che legge la
velocità dello svolgitore primario viene azionato manualmente, a
seconda del tipo di carta, variano i metri di anticipo o ritardo del
rotolo; nel caso in cui il processo di incollaggio avvenga totalmente in
automatico, i dati raccolti dai rilevatori vengono elaborati ed è così
possibile determinare anche la quantità di carta da lasciare nella
bobina che si sta svolgendo.
121
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 52 Patinatrice
122
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 53 Piegatura del foglio
123
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 54 Svolgitore primario e secondario
Fig. 55 Giunte per il cambio rotolo
124
Capitolo 15 – La patinatrice
15.2
L’arrotolatore
L’arrotolatore, che si muove a velocità costante, è equipaggiato
con una bobina chiamata bobina di trasferimento ed utilizza i
bracci primari per l’avvio del ciclo di avvolgimento del nuovo rotolo
(vedi figura a p.126).
La bobina vuota, calzata sui bracci primari, viene inizialmente
avviata ed accelerata e, quando raggiungere la velocità operativa di
macchina, abbassata sul foglio che passa sul tamburo portante, a
questo punto essa viene trasferita dai bracci primari sulle rotaie
secondarie orizzontali dove è presa dai bracci secondari e dove si
costruisce il rotolo, fino a raggiungere il massimo diametro consentito
dalla struttura dell’arrotolatore (vedi figura a p.127).
Tanto i bracci primari quanto i bracci secondari sono attrezzati con
cilindri pneumatici di pressione, in modo che la pressione di lavoro
sulla generatrice di contatto fra rotolo in avvolgimento e tamburo
portante, sia mantenuta costante ed al valore desiderato per tutto il
ciclo di avvolgimento del rotolo.
Tutta una serie di apparecchiature di controllo e regolazione
consentono di regolare la pressione di lavoro tanto sul lato comando,
quanto sul lato servizio.
Per eliminare l’accumulo di patina ed eventuali difetti sul bordo carta,
tutte le patinatrici sono fornite di una sezione di taglio che consiste:
di due cilindri guidacarta spiralati montati uno a monte e l’altro a
valle del gruppo di taglio (la spiralatura serve per eliminare l’aria
trascinata dal foglio e per mantenere quest’ultimo teso, centrato e
stabile sulla sua traiettoria di corsa).
Ogni gruppo di taglio posa su un supporto la cui base scorre su una
slitta di posizionamento, il gruppo è di tipo retrattile, con traslazione
motorizzata e comandata a distanza dall’operatore.
I gruppi di taglio sono a cesoia con comando alza/abbassa, con
coltello superiore a chiusura/apertura pneumatica per il cambio
coltello e controcoltello; per la rotazione il coltello inferiore è calettato
sul motore di azionamento.
125
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 56 Arrotolatore
126
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 57 Arrotolatore
127
Capitolo 15 – La patinatrice
15.3
L’unità di patinatura
L’unità di patinatura è composta essenzialmente da:
 il cilindro di appoggio della lama (Backing-roll);
 il cilindro applicatore (della patina al foglio);
 il coltello applicatore a lama (dritta o inversa);
 la vaschetta di alimentazione della patina.
Troviamo inoltre:
 un cilindro stendicarta rotante a curva fissa (mount-hope),
montato davanti all’unità patinatrice, per guidare il foglio sul
cilindro di appoggio;
 un cilindro stendicarta montato dopo la testa di patinatura per
distendere la carta all’uscita della lama.
15.4
La vaschetta di patinatura
Per capire meglio la funzione (e il funzionamento) della vaschetta di
patinatura è necessario ripercorrere il ciclo della patina a partire dalle
tine di raccolta (beck finali).
Dal disegno di p.132, si può notare che la pompa utilizzata per inviare
la patina alle vaschette serve anche come mescolazione della patina
in quanto nel cono di stoccaggio non vi è agitazione. Predisponendo
una tina con un agitatore (in commercio esistono parecchie strutture
diverse), sarebbe possibile non usare la pompa per il ricircolo quando
la macchina è ferma (si tratta di un’operazione che si esegue
raramente, solo qualora si tratti di fermate di lunga durata); inoltre le
tine sono predisposte per il lavaggio del circuito con acqua e valvola
per l’isolamento della patina nella tina, al fine di non creare
addensamenti nelle tubazioni; è possibile ovviare al problema
facendo girare la pompa a bassi regimi poiché il motore
corrispondente è a C.C.
A seconda del modello, la patina può entrare da punti diversi nella
vaschetta di patinatura: qui prenderemo come esempio la vaschetta
con entrata laterale ed accenneremo alla vaschetta con entrata al
centro (in entrambi i casi si tratta di due modelli forniti da ditte leader
nel settore).
La vaschetta ad entrata laterale è fornita di un doppio troppo-pieno di
regolazione, mentre nella vaschetta con entrata al centro la patina
viene fornita con un unico travaso (troppo-pieno) e senza
regolazione.
Entrambe le vaschette della patina nella quale è immerso il cilindro
applicatore sono progettate per avere in circolo la minore quantità di
patina possibile. Per mezzo di un collettore trasversale che passa
attraverso i perni cavi del punto di rotazione delle leve che servono
per l’abbassamento e il ribaltamento della vaschetta e per
128
Capitolo 15 – La patinatrice
l’abbassamento del cilindro applicatore, viene fornita la patina alla
vaschetta. Il collettore è alimentato dai due lati attraverso un giunto
rotante che ne permette la rotazione quando la vaschetta viene
abbassata e ribaltata per la pulizia generale.
L’alimentazione della vaschetta avviene attraverso una serie di tubi di
alimentazione rigidi e distanziati in modo uniforme su tutta la sua
larghezza (formato), montate nella prima sezione vi sono le valvole a
sfera di intercettazione della patina.
La vaschetta comprende una zona di alimentazione e
mescolamento patina posizionata nella sezione inferiore centrale, in
modo che il flusso non sia diretto né contro né sul cilindro applicatore
(vedi figura a p.132).
Uno “sfioratore di troppo pieno” fisso mantiene costante il livello della
patina nella vaschetta centrale, e l’eccedenza viene versata nella
vaschetta di raccolta posteriore detta anche scarico continuo,
mentre nella vaschetta di raccolta anteriore, anch’essa a scarico
continuo, viene raccolta l’eccedenza di patina raschiata dal coltello
patinatore dopo l’applicazione sul supporto. I due scarichi sono
raccordati e il flusso unico della patina così raccolta viene convogliato
all’impianto di filtrazione prima di essere riversato nella tina di
patinatura.
La camera di alimentazione e mescolazione della patina è
equipaggiata con due scarichi muniti di valvola di intercettazione con
operatore pneumatico per svuotare la vasca principale prima del
ribaltamento per la pulizia. Il complesso della vaschetta è montato su
bracci mobili, che azionati da cilindri pneumatici servono per
abbassare la vaschetta assieme al cilindro applicatore e quindi
ribaltare la sola vaschetta per la pulizia generale. Guardando il
disegno a p.133, si può notare che la vaschetta è così strutturata:
 la patina entra nel collettore posto sul retro e collegato ad una
serie di tubi muniti di valvole manuali che consentono la
regolazione del flusso della patina nella bacinella e una
distribuzione della patina su tutto il formato, in modo tale da evitare
che si creino delle correnti preferenziali;
 il troppo-pieno anteriore in alcune patinatrici è fornito, alla sua
uscita, di una valvola automatica a chiusura regolabile per poter
aumentare o diminuire il ricircolo all’interno della vaschetta,
favorendo così l’addensamento della patina solo sulla bacinella
(questo espediente diventa vantaggioso quando si lavora con
patine che tendono a perdere velocemente viscosità). La quantità
di patina fornita alla bacinella è regolata da un regolatore manuale
di giri della pompa; qualora si lavorasse con la valvola automatica
chiusa si dovrà diminuire i giri per evitare che la patina tracimi
dalla vaschetta, fuoriuscendo dalla parte posteriore.
La vaschetta ad alimentazione centrale presenta invece, nella
parte anteriore, quattro fori da cui entra la patina che,
successivamente, passa attraverso i fori distributori al fine di non
129
Capitolo 15 – La patinatrice
creare delle correnti preferenziali, e da qui tracima sul lato posteriore
e ritorna allo stoccaggio.
Questo tipo di vaschetta, che è l’ideale per effettuare una patinatura
con patine fluide, è molto più semplice della precedente: l’operazione
di pulizia è agevolata dal fatto che l’abbassamento posteriore rende
meno difficoltosa la rimozione dello sporco e, inoltre, proprio per la
sua semplicità costruttiva, questo tipo di vaschetta può essere dotato
di una camera per il trasporto del liquido refrigerante, utilizzato sia per
evitare che la patina si secchi, sia per la lavorazione di alcune patine
particolari che richiedono una temperatura più bassa.
Prima di entrare nella vaschetta la patina deve essere filtrata in
modo da eliminare i residui di carta (dovuti a rotture) o di patina secca
che potrebbe essersi staccata durante il percorso.
Le tele di filtrazione sono da 150 micron di maglia per la patina
fresca e, per il ricircolo, da 500 micron di maglia nel caso di filtri a
scuotimento mentre, per i filtri a pressione, le tele di filtrazione sono
tutte da 150 micron. In entrambi i casi si possono montare anche tele
a più strati.
La filtrazione può avvenire o prima che la patina entri nella bacinella,
o al ritorno dalla bacinella, prima di entrare nella tina si stoccaggio.
Quando la filtrazione avviene prima che la patina entri nella bacinella,
vengono utilizzati dei filtri automatici in pressione; quando, invece, la
filtrazione avviene dopo, i filtri sono a scuotimento e la patina viene
filtrata per caduta.
Il controllo e la verifica del buon funzionamento e dello stato delle tele
di filtraggio è in gestione al reparto patinatrice.
Come accennato, la patina deve essere filtrata anche per togliere
eventuali residui di carta dovuti in genere ad una rottura della
macchina (è appunto nelle teste di patinatura che si verifica la
maggior parte delle rotture). Quando si verifica una rottura, atteso un
tempo prestabilito per permettere alla vaschetta di patinatura di
scaricare tutta la patina nella tina, attraverso una commutazione della
valvola la macchina passa automaticamente dalla fase di
alimentazione a quella di riciclo aprendo, successivamente,
un’ulteriore valvola che permette di inviare la patina contenente i
residui di carta dovuti alla rottura in un apposito cono posizionato
sotto la macchina (per ulteriori chiarimenti leggere la parte relativa al
recupero patine Capitolo 16). Il personale provvede poi a togliere
l’eccesso di carta dal patinatore e a lavare, con abbondante getto
d’acqua, tutta la testa di patinatura verificando, infine, che non
rimangano ulteriori residui nel patinatore.
Esistono varie metodiche, che variano a seconda dell’azienda, per
effettuare la pulizia della pressa da strisci o accumuli di patina. È
possibile, ad esempio, utilizzare delle spugne di mare che, in quanto
130
Capitolo 15 – La patinatrice
non lasciano residuo e sono molto morbide, si rivelano
particolarmente efficaci; in alcune aziende vengono utilizzate spugne
più o meno ruvide, pagliette e materiali simili mentre altri utilizzano
lame appositamente tagliate per raschiare lo sporco (questo
sistema, se utilizzato da personale che possiede una buona
manualità, è da ritenersi il più efficace e il più sicuro).
Un altro espediente, da utilizzare nel caso in cui la quantità di patina
da asportare sia abbondante e dopo aver eliminato le parti solide,
consiste nell’accostare la testa di patinatura facendola aderire al
backing-roll per poi bagnare abbondantemente con getti d’acqua la
parte che si trova tra il controcilindro e l’applicatore e lasciando che la
lama asporti tutto lo sporco (dopo questa operazione sarà necessario
sostituire la lama, in particolare se la patina accumulata era
parecchia, in quanto la lama subisce delle deformazioni e inoltre
riscaldandosi perde parte della sua durezza).
131
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 58 Circuito della patina
Fig. 59 Zone con assorbimento capillare
132
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 60 Patinatrice a cilindro sommerso – diagramma del flusso
133
Capitolo 15 – La patinatrice
15.5
Il cilindro applicatore
Il cilindro applicatore presenta le seguenti caratteristiche:
 è costruito con mantello di acciaio e testate di ghisa
 è rivestito di gomma specifica per l’applicazione
 è montato su bracci mobili, ad azionamento pneumatico
mediante molle ad aria, per la corsa di abbassamento del cilindro
quando il foglio non è presente in macchina o per le normali
operazioni di pulizia e manutenzione della macchina
 quando è in marcia si trova dentro la vaschetta di adduzione
della patina ed è quasi totalmente immerso nella patina, (per
evitare che la patina trafili ed entri nelle scatole porta-cuscinetti sui
perni del cilindro sono montati due complessi di tenuta patina a
lavaggio continuo con acqua corrente)
 sulle due estremità del cilindro sono montate le spatole che
limitano ai bordi l’apporto di patina in relazione al formato del
foglio (la posizione e la pressione di lavoro delle spatole è calibrata
dal personale di patinatrice).
Quando entra nella vaschetta di patinatura (vedi figura a p.133) la
patina si distribuisce su tutta la superficie del cilindro applicatore e,
per evitare che vada sul bordo della pressa, all’estremità del cilindro
viene appoggiata una spatola di gomma (è larga 15 cm e copre la
distanza tra il bordo della carta e il bordo del cilindro applicatore) e
una sottile spatola di metallo (è larga circa 5 cm ed entra per circa 1
cm dal bordo carta e serve ad evitare che la patina trasportata sul
bordo del foglio possa successivamente aderire ai cilindri guidacarta
creando così delle righe di patina, dette “coronelle”, che potrebbero
ingrossarsi e creare degli strappi sul foglio). La paletta metallica viene
costantemente bagnata con un sottile getto d’acqua per raffreddarla
in quanto, surriscaldandosi, andrebbe incontro ad un’usura prematura
(da evitare perché può determinare, quando non è regolare, degli
strappi sul bordo) e, inoltre, il ferro della paletta potrebbe cominciare
a colare provocando la formazione di accumuli che potrebbero
tagliare la carta sul bordo
 il cilindro di appoggio ed il cilindro applicatore non sono mai a
contatto, ma ci deve essere tra loro una distanza (detta luce) che
è esattamente definita e controllata tramite due arresti micrometrici
montati tra i supporti dei cilindri tanto sul lato comando quanto sul
lato servizio e muniti di scala e di indice di segnalazione del valore
della “luce” libera
 la velocità di rotazione del cilindro applicatore viene regolata in
modo che la quantità di patina trascinata sia tale da sommergere
la “luce” libera della generatrice (distanza) tra i due cilindri. In
questo modo si viene a sviluppare la pressione idraulica
necessaria a favorire l’ancoraggio della patina al foglio e ad
alimentare l’eccesso di patina che permette al coltello di lavorare
in modo ottimale.
134
Capitolo 15 – La patinatrice
La velocità del cilindro applicatore viene variata in funzione del tipo
di patina usata: può risultare vantaggioso aumentare la velocità del
cilindro qualora la patina cerchi di addensare sotto la lama creando
con il trascorrere del tempo delle fasce per mancanza di patina
(aumentando tale velocità si aumenta la quantità di patina sotto il
coltello, creando maggiore riciclo e diminuendo - o nella maggior
parte dei casi eliminando - questo fenomeno).
15.6
La testa di patinatura
Il disegno di pagina 157 riporta tre diversi modelli: Stiff-blade (a lama
raschiante), Bent-blade (a lama lisciante), e Vari-bar, (con barra
rotante).
Il coltello patinatore (vedi figure a p.142 e 144) presenta le seguenti
caratteristiche:
 possiede un dispositivo di regolazione dell’angolo di incidenza
della lama con la generatrice di contatto sul cilindro di appoggio, e
di regolazione della pressione lineare del lavoro della lama stessa
 è montato su due bracci rotanti di sostegno uniti fra di loro da
una trave di collegamento e di irrigidimento trasversale per
assicurare il sincronismo ed il parallelismo della corsa di ritrazione
(è fulcrato alla base del coltello) dell’intero gruppo coltello. I bracci
sono equipaggiati con un sistema pneumatico che può essere a
molle ad aria oppure a pistoni idraulici, per il movimento di
allontanamento dell’intero gruppo coltello dal cilindro di appoggio e
di riposizionamento a contatto zero all’avviamento (posizione che
raggiunge prima del contatto con la carta)
 tramite due arresti micrometrici montati sui supporti del cilindro di
appoggio è possibile determinare l’esatta posizione di
azzeramento della lama rispetto al cilindro di appoggio
 sulla trave di collegamento trasversale dei bracci è fulcrato il
martinetto meccanico che permette la rotazione su un supporto
eccentrico del corpo del coltello patinatore. Le patinatrici che
hanno una doppia regolazione hanno anche un doppio centro di
rotazione: il primo centro di rotazione regola l’angolo di incidenza
della lama rispetto al punto tangente sul controcilindro, il secondo
invece serve per regolare la pressione di lavoro della lama sul
cilindro di appoggio
 sul supporto eccentrico sono montate le due scale con gli indici di
segnalazione dell’angolo di lavoro e del carico di lavoro della lama
stessa, naturalmente ogni coltello patinatore avrà le sue
regolazioni.
Visto il funzionamento e le regolazioni del coltello patinatore si dovrà
a questo punto scegliere il tipo di lama da usare.
Ci sono diversi tipi di lame: variano i materiali e di conseguenza la
durezza (possono essere sia d’acciaio più o meno duro, sia rivestite
con punta in ceramica e vengono scelte dalla Ditta sulla base dei dati
raccolti dall’esperienza del personale preposto in cartiera, o da
formule matematiche (vedi figure a p. 143 e 144, su indicazione
135
Capitolo 15 – La patinatrice
dell’azienda fornitrice, in funzione del tipo di carta da patinare). È da
ritenersi che a parità di pressione, più dura sarà la lama minore sarà
la sua flessione (quando si verificano le rotture in macchina, questo
tipo di lame tendono a rompersi per la loro fragilità).
Per quanto riguarda la forma, varia l’angolo d’attacco, normalmente
con valori compresi tra 35° e 45°, anche se vengono a volte montate
lame con bisello, o angolo, più o meno ampio dei valori standard.
Vengono usate normalmente quando si lavora con lama raschiante
per dare alla lama più base per l’asporto della patina (si lavora con la
punta).
Per quanto riguarda le dimensioni (cioè l’altezza e lo spessore che
variano in relazione al tipo di carta da trattare e sulla base dei risultati
delle prove effettuate durante la fase di patinatura), più spessa sarà
la lama, minore sarà la sua flessione, e di conseguenza asporterà più
patina. Per quanto riguarda l’altezza, più alta sarà la lama maggiore
risulterà la sua flessione (sono da preferirsi per la patinatura a lama
lisciante).
Un ulteriore criterio per la scelta della lama è costituito dal tipo di
patina da applicare e dalla velocità di patinatura, perché è
impensabile di lavorare con la stessa lama applicando 4gr o 20gr di
patina. Inoltre, patinare a 600 m/min. non è come a 1300 m/min.,
poiché oltre ad ottenere una non-uniformità nella distribuzione della
patina si possono avere dei problemi sia qualitativi che operativi
come rifiuti di patina dalla lama bleeding.
Come considerazioni generali passiamo dire che le lame sono scelte
essenzialmente in funzione:
 del margine di lavoro della testa di patinatura (campo di lavoro del
coltello patinatore)
 del tipo di patina usata (una patina “fissa” tende ad alzare la lama
per la forza idrodinamica che si viene a creare sotto il coltello)
 dell’adattabilità della lama (le manovre di aggiustamento “come il
profilo” devono essere riscontrabili in tempi brevi)
 del tipo di spalmatura (lisciante o raschiante)
 della velocità di patinatura
 della quantità di patina da applicare
Per la scelta delle lame in ceramica (vedi figure a p.145 e 146), si
procede come segue (come riferimento è stata presa una patinatrice
che patina a lama lisciante):
 durante una produzione presa come riferimento, vengono
prelevate con una certa periodicità le lame (in acciaio) montate
sulla testa di patinatura
 il prelievo viene calcolato all’incirca su metà della produzione
effettiva della lama, ossia metà della durata di lavoro della lama, e
al suo totale esaurimento (la lama non svolge più la sua azione di
asporto della patina)
136
Capitolo 15 – La patinatrice
 le lame prelevate vengono inviale alla ditta che fornisce le lame in
ceramica
 l’azienda verifica con un microscopio elettronico l’angolo di usura
che si è venuto a creare sulla lama (naturalmente risulteranno due
angoli, uno per la lama esaurita ed uno per la lama che ha svolto
metà del suo lavoro)
 l’azienda fornitrice crea delle lame con diverso spessore,
riportando sulla punta i due angoli (ogni angolo viene riportato su
una lama diversa)
 vengono consegnate alla cartiera, che durante le produzioni avrà
modo di usare le lame e verificare il vantaggio in termini qualitativi
e di prezzo.
La lama (in acciaio) scelta, può essere utilizzata per la lavorazione a
lama lunga o a lama corta (la lama viene tagliata in modo da rientrare
di un centimetro per parte rispetto al formato della carta, vedi figura a
p.149).
Con la lavorazione a lama lunga, che consiste nel montare sulla
testa di patinatura una lama lunga tutta la sezione della pressa, si
determina l’usura dei bordi che non sono a contatto con la carta
(anche se, come già accennato, la lama viene bagnata
costantemente con spruzzi continui di acqua).
Con la lavorazione a lama corta si elimina questo ostacolo (in questo
caso non si verificano gli inconvenienti legati al surriscaldamento e si
evita quell’aggiunta di acqua alla patina che, per quanto minima,
pregiudica la stabilità della patina, variando la viscosità, o
impoverendola, diminuendone la concentrazione).
La pressa, o Backing-roll, è un cilindro rivestito con un manto di
gomma dello spessore di circa 2 centimetri e di durezza variabile (al
variare della durezza corrisponde in genere un diverso colore del
mantello, tanto più chiaro quanto più tenera sarà la gomma).
Prima di esaminare le varie operazioni che permettono di predisporre
la macchina per la patinatura è opportuno esaminare i vari interventi
che permettono di ripristinare una pressa che, per vari motivi, non sia
in condizioni ottimali.
Durante la fase di patinatura la pressa può essere danneggiata, in
maniera più o meno grave, da abrasioni, ammaccature, solchi o altro
e la presenza di queste irregolarità può determinare dei difetti nella
carta ed è quindi necessario eliminare la parte danneggiata
carteggiando con carta abrasiva (va naturalmente passato tutto il
controcilindro in modo da non creare degli avvallamenti e distribuire il
difetto su tutto il formato).
Per effettuare l’operazione di carteggiatura si utilizzano diversi tipi
di carta abrasiva: si inizia con quella più grossa, da 180,
assicurandosi che la pressa sia ben asciutta (in quanto la quantità di
materiale asportato varia in modo significativo se la pressa è
137
Capitolo 15 – La patinatrice
bagnata) anche se, dopo aver eseguito una carteggiatura a pressa
asciutta, è possibile eseguirne un’altra con la pressa bagnata
(asporta meno materiale), per eliminare strisci e irregolarità residue;
si continua poi l’operazione di carteggiatura, sempre con pressa
bagnata (per asportare minor materiale), passando gradualmente a
carte con grana più fine (si deve arrivare a quella da 400) per levigare
tutta la pressa.
Oltre al tipo di carta è determinante la pressione che si esercita per
tenere la carta abrasiva a contatto con la gomma: deve essere
esercitata una pressione costante, si deve effettuare un movimento
continuo (a vite), la carta deve essere tenuta il più piana possibile e
la mano deve essere aperta sul foglio (solo così è possibile
percepire i difetti ed intervenire in maniera adeguata mentre l’uso di
sagome o listelli su cui avvolgere la carta determina delle vibrazioni
che rovinano la gomma), è necessario che il lavoro risulti uniforme
(bisogna quindi accompagnare i difetti su tutto il formato e non
limitarsi alla parte interessata), a volte è opportuno (se il difetto era
molto pronunciato) verificare se il difetto riscontrato è stato
effettivamente eliminato con l’operazione di carteggiatura (questa
verifica si esegue bagnando la pressa e togliendo poi l’acqua con una
spatola: se rimane dell’acqua sul backing-roll è ancora presente il
difetto ed è quindi necessario riprendere l’operazione di
carteggiatura) ed è buona norma, infine, eseguire con la patina un
azzeramento della lama con la pressa, specialmente se il difetto era
molto pronunciato.
La gomma della pressa può, inoltre, essere tagliata dalla lama, in
particolare durante l’operazione di cambio lama; è possibile allora
ripristinare la pressa utilizzando dell’apposita gomma in tubetto con la
quale viene chiuso il taglio: non si tratta di un’operazione semplice da
eseguire e, comunque, non sempre si rivela risolutiva ma è utile
perché permette all’azienda di programmare una fermata e la
sostituzione della pressa danneggiata.
La sostituzione del patinatore è un’operazione che comporta tutta
una serie di aggiustamenti e regolazioni che interessano la lama, la
pressa e il cilindro spalmatore. In genere il patinatore va sostituito per
ragioni di planarità: quando si verificano delle rotture in macchina si
viene a creare un accumulo di carta che può segnare più o meno la
pressa creando, come si è accennato, delle imperfezioni sul mantello
gommato.
Una volta sostituito il backing-roll, vengono impostati i parametri del
nuovo patinatore per portarlo alla stessa velocità della macchina (se
la macchina ha il tiro in automatico si imposterà il diametro del nuovo
patinatore nell’elaboratore; in caso contrario basterà portare il
patinatore alla stessa velocità della seccheria corrispondente,
anticipando o ritardando di qualche metro la pressa, sempre in
funzione dell’allungamento della carta) e si procede all’azzeramento
138
Capitolo 15 – La patinatrice
della lama con la pressa (è necessario prima allontanare il cilindro
applicatore per evitare il contatto con la pressa che potrebbe
schiacciare la gomma nel caso in cui questa sia più grossa della
precedente).
Si procede poi con l’inserimento della lama nella sede apposita,
che verrà bloccata con un morsetto mandato in pressione dal
gonfiaggio di un tubo di gomma o da un pistone (vedi figura a p.151)
questo bloccaggio e sbloccaggio funziona con un principio a bilancino
dove una coppia di tubi di gomma, alternativamente gonfiati e
sgonfiati, chiudono o rilasciano la lama); la regolazione del profilo
avviene invece con dei martinetti posizionati a distanza di 10
centimetri uno dall’altro e montati sopra la testa di patinatura dietro la
lama; questi martinetti agiscono su una barra (beck-stop) che, a sua
volta, agisce sulla lama dandole più o meno pressione regolandone
così il profilo.
Alcune macchine non sono fornite di una barra di regolazione ma di
un tubo a pressione, detto tubo di Goodrich (Fig. 26 di p.65), che ha
la duplice funzione di mantenere il profilo agendo sui martinetti e di
dare una pressione alla lama quando questa andrà a contatto con la
carta (questo permette una doppia regolazione dell’apporto patina:
variando l’angolo e la pressione).
Qui di seguito si vuole spiegare come si esegue un azzeramento:
agendo sui martinetti (per regolare il profilo durante la fase di
lavorazione) questi assumono una posizione diversa dall’originale,
pertanto dovranno essere riportati nella posizione di partenza al fine
di poter partire con la macchina nella condizione di eseguire
successivamente le operazioni di apporto patina regolare e di poterla
distribuire uniformemente.
Si inizia raddrizzando la barra di pressione in maniera grossolana, poi
con l’aiuto di un comparatore appoggiato all’interno del porta lama e
con lo spillo che tocca la barra di pressione o beck-stop si farà
scorrere lo strumento su tutto il formato e leggendo il valore dato
dallo strumento si eseguiranno le operazioni di aggiustaggio agendo
sulle viti dei martinetti. Questo valore dovrà risultare uguale su tutta la
larghezza della macchina.
Per eseguire l’azzeramento nelle macchine che montano il tubo di
Goodrich si procede come segue (la regolazione varia sensibilmente
da quello a barra metallica, nella parte centrale, dove il tubo ha
montato lo spillo di regolazione della pressione. Poiché risente anche
di piccoli spostamenti dei martinetti è preferibile non toccare mai i due
martinetti adiacenti allo spillo; pertanto durante la lavorazione
andranno azzerati tutti gli altri tenendo come riferimento la parte
centrale):
139
Capitolo 15 – La patinatrice
 nell’eseguire questa operazione il tubo verrà tolto dalla sua sede e
si azzererà la parte dove va ad inserirsi e verrà rimontato una volta
ultimato l’azzeramento
 terminato, si monterà la lama nella sua sede e si eseguirà
l’azzeramento della testa di patinatura con la pressa, per verificare
lo scostamento trasversale (l’operazione viene eseguita senza
pressione)
 la testa va tenuta un po' più lontana della pressa e
successivamente, quando questa sarà andata a contatto, si
inizierà ad agire sui comparatori di regolazione posti ai due lati
della testa che servono per regolare la distanza e dare una giusta
pressione in fase di lavorazione
 prima che la lama vada a contatto con la pressa si appoggeranno
dei fogli di carta cercando di distribuirli su tutto il formato;
normalmente ne bastano due, uno per lato quando vi è la barra di
pressione, uno in più posizionato al centro quando è montato il
tubo di Goodrich
 a questo punto viene mandata a contatto la lama: tirando la carta
si noterà quanta resistenza oppone la lama, starà all’operatore
avere la sensibilità nel regolare la testa per ottenere la stessa
resistenza su entrambi i lati del patinatore (naturalmente la testa di
patinatura è appena appoggiata, quindi viene esercitata una
leggera pressione)
 se ci fossero delle irregolarità oppure delle tensioni diverse fra i
fogli di carta si potrà agire sui comparatori posizionati ai lati del
patinatore
La regolazione viene eseguita anche per il cilindro applicatore
(spalmatore): agendo sui due comparatori ad esso destinati si potrà
rendere la distanza fra il cilindro spalmatore ed il controcilindro
idonea per il processo di patinatura.
La distanza fra il cilindro e la pressa viene misurata con uno
spessimetro ed impostata in funzione della carta che si andrà a
patinare. Tale distanza potrà essere variata anche con la macchina in
movimento allontanando, se la carta è più grossa, oppure
avvicinando, se la carta è più fine (un’ulteriore regolazione viene fatta
guardando il comportamento della patina fra la carta e l’applicatore
che deve essere uguale su tutto il formato).
Una volta eseguite le operazioni di azzeramento del patinatore e
riscontrato che tutto sia allineato, si porta la testa di patinatura a
contatto con il controcilindro, ed agendo sui comparatori si avvicinerà
la testa ad una distanza idonea per la fase di patinatura.
Ultimati gli azzeramenti si dovrà verificare il risultato della regolazione
prima di iniziare la fase di patinatura:
 si inizierà a prelevare la patina dalle tine finali azionando la pompa
di alimentazione e/o circolazione
 riempito il circuito si commuterà la valvola di alimentazione al
patinatore
140
Capitolo 15 – La patinatrice
 si inizierà ad avvicinare la testa di patinatura
 successivamente si alzerà la vaschetta
 a questo punto la lama entra in contatto con il patinatore che
raschierà la patina venutasi ad applicare, si attenderà qualche
istante al fine di permettere che tutta la patina sia ben distribuita
sul formato
 verificato che su tutta la pressa vi sia una quantità di patina
sufficiente da poter distinguere le parti in eccesso (si notano sul
patinatore delle fasce più chiare o più scure )
 si agirà sui martinetti di regolazione trasversale della lama per
avere la stessa quantità di patina applicata sulla pressa.
Se tutta la pressa è dello stesso colore, significa che la patina è
uniformemente distribuita, pertanto si potrà allontanare la testa di
patinatura e portarla in posizione di riposo. Questa particolare
operazione è molto importante in fase di patinatura, poiché una
precisa regolazione iniziale permette all’operatore di poter operare in
fase di patinatura con una certa sicurezza e tranquillità.
A questo punto la macchina è pronta per patinare.
Qualora si verificasse di avviare la macchina patinatrice dopo una
lunga fermata, oppure un avviamento dopo alcune ore con patina
fresca, è consigliabile far girare la patina nelle bacinelle facendo
aderire la lama al backing-roll al fine di riscaldare la pressa: questo
perché la macchina subisce delle dilatazioni e per portare la patina
pronta per la fase di patinatura (all’interno vi possono essere bolle
d’aria, inoltre diminuisce la sua viscosità) al fine di evitare le
mancanze di patina in avviamento.
Per eseguire l’azzeramento della lama con la pressa non si deve mai:
 eseguire un azzeramento con una lama vecchia
 non si usa mai una lama in ceramica ( perché la distribuzione della
patina sulla pressa sembra sempre uniforme).
141
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 61 Patinatrice Belloit a cilindro sommerso
142
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 62 Geometria della lama
143
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 63 Deflessione della lama
Fig. 64 Testa di patinatura
144
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 65 Inclinazione della lama
145
Capitolo 15 – La patinatrice
146
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 66 Tipi di lama per patinatura
147
Capitolo 15 – La patinatrice
149
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 67 Uso delle lame
150
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 68 Cambio della lama
151
Capitolo 15 – La patinatrice
15.7
L’apporto patina
In funzione del tipo di lama utilizzato, l’apporto patina può essere
regolato utilizzando quattro modalità: con l’ausilio dell’angolo, con la
pressione, con la pretensione, con la penetrazione.
Qui di seguito vengono analizzate queste diverse modalità nei tre tipi
di patinatura che abbiamo preso in esame: stiff-blade, bent-blade e
vari-bar.
Nel disegno di p.155 viene riportato lo schema per il controllo e la
regolazione dell’apporto patina in modalità automatico.
15.7.1 La regolazione con la lama raschiante (Stiff blade)
 Come si è detto, le macchine fornite di tubo di pressione (tubo
di Goodrich) regolano l’apporto patina utilizzando principalmente
la pressione che si viene a creare tra la lama e la carta,
mantenendo costante l’angolo
 l’angolo viene usato per piccoli spostamenti e per aumentare la
durata della lama, poiché con l’usura della lama diventa più
liscante in quanto la superficie di contatto aumenta e quindi tende
ad aumentare la quantità di patina da asportare; di conseguenza,
aumentando leggermente l’angolo si riporta la lama alle condizioni
iniziali
 la penetrazione, che consiste nell’avvicinamento della testa di
patinatura tramite i comparatori destinati alla regolazione del
coltello patinatore, viene utilizzata nel momento in cui la lama,
arrivata al limite della sua durata, può continuare ad asportare la
patina solo se, avvicinando la testa di patinatura e variando così
l’angolo di contatto, si determina un aumento della pressione
(naturalmente dopo aver cambiato la lama si ritorna ai valori
precedenti)
 la regolazione del profilo, infine, agendo sui martinetti posti sul
tubo di Goodrich: avvitando i martinetti si aumenta il quantitativo di
patina, svitandoli si diminuisce.
 le macchine a lama raschiante con beck-stop utilizzano un
diverso sistema di regolazione: le teste di patinatura sono fornite
(Fig. 70 a p.157), di un regolatore che trascina la lama lungo un
asse trasversale (pretensione), variando così il carico che si viene
a creare (non si tratta di una vera e propria pressione ma di un
piccolo angolo poiché trascina la lama)
 anche in questo caso quando la lama non risponde più alle
sollecitazioni è possibile usare la penetrazione per continuare la
fase di patinatura: si avvicina o si allontana la testa di patinatura
lasciando l’angolo costante
 la regolazione del profilo avviene avvitando e svitando i martinetti
posti sul beck-stop (Fig. 71. a p.158).
152
Capitolo 15 – La patinatrice
15.7.2 La regolazione con la lama lisciante (Bent blade)
Come mostra il disegno a p.157, la regolazione dell’apporto patina
con la lama lisciante si esegue variando l’angolo di contatto
(aumentando l’ampiezza dell’angolo aumenta la pressione esercitata
sulla lama e, di conseguenza, diminuisce l’apporto di patina così
come, viceversa, diminuendo l’angolo applicheremo maggior quantità
di patina al supporto). E’ possibile utilizzare anche in questo tipo di
lama la penetrazione: avvicinando la testa di patinatura aumenterà il
potere lisciante della lama (varia la superficie di contatto e la quantità
di patina asportata diminuisce) allontanandola, al contrario, la lama
asporterà più patina (diventerà più raschiante, è da tenere presente
che molto dipende dalla posizione della testa e dall’inclinazione
dell’angolo); la pretensione rimane costante anche se, come
spiegato in precedenza, è possibile utilizzare tale regolazione in
funzione della distanza della testa di patinatura (se lavora più
lisciante o più raschiante).
Quando in fase di patinatura la lama arriva alla fine della sua durata
pur aumentando l’angolo per togliere la patina si può verificare che, al
contrario, aumenti la quantità di patina applicata: questo si spiega
constatando o che la lama ha assunto una posizione tale da
trasformarsi in lama lisciante o che si è formato un bisello
(angolazione) a causa del quale la lama non risponde alle
sollecitazioni.
Come considerazioni finali possiamo dire che:
 ad ogni modifica delle impostazioni vi è un peggioramento dei
profili, di conseguenza le operazioni vanno eseguite con una certa
gradualità
 la regolazione viene eseguita in funzione del tipo di patina da
applicare poiché si possono presentare problemi nella spalmatura
 le manovre vengono altresì eseguite in funzione della quantità di
solidi o viscosità della patina (l’azione idraulica della patina
potrebbe alzare la lama creando un eccesso di patina sulla carta,
ecc.)
 le regolazioni vanno eseguite in funzione dell’impostazione di
partenza della macchina
 la regolazione dei profili si esegue appena sostituita la lama e mai
verso la fine della sua durata.
Durante la fase di patinatura è sempre buona norma tenere
costantemente sotto controllo la qualità della carta al “pope”
eseguendo delle prove di laboratorio in modo da sostituire la lama
non appena la qualità tende a scendere (in particolare per le carte
lisciate in macchina, quando il valore di lucido diminuisce è buona
norma cambiare la lama che oramai ha esaurito la sua durata).
La sostituzione della lama richiede anche una regolazione del
profilo da effettuarsi una volta atteso un tempo necessario per la
153
Capitolo 15 – La patinatrice
sistemazione della stessa e per portare la macchina a regime (tale
durata equivale all’incirca a tre/quattro scansioni delle teste di lettura);
è importante valutare tale ritardo per la regolazione, sia per il suo
reale profilo dovuto alla sistemazione della lama, sia per portare la
quantità di patina e l’umidità ai valori desiderati. La regolazione esige
un’esperienza ed una pratica non del tutto trascurabili.
Per verificare ed eseguire le manovre di aggiustamento del profilo ci
si serve del rilevatore di scansione, che riporta sul monitor i valori
riscontrati durante la lettura. L’analisi e le manovre da eseguire per
mantenere costante il profilo entro certi limiti variano in funzione della
quantità di patina da applicare: per mantenere un profilo costante,
l’operatore deve costantemente agire sui martinetti di regolazione
della barra portalama.
Questo oneroso problema è stato eliminato da un’azienda che
produce macchine per cartiere che ha sperimentato con
successo in una cartiera del nord Europa una barra porta lama
(
Fig. 72 a p.159), che regola automaticamente il profilo della patina e
l’apporto della stessa, diminuendo i tempi di raggiungimento in
grammatura e mantenendo un valore di scostamento (2-sigma) sul
profilo trasversale più basso, ottenendo una migliore distribuzione ed
una costante regolazione dell'apporto patina, dando così la garanzia
di una ripetitività nel tempo sia nella “planarità” sia nella quantità di
patina applicata.
154
Capitolo 15 – La patinatrice
155
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 69 Sistema di misurazione dello strato patina e regolazione della lama
156
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 70 Sistemi di lavoro
157
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 71 Regolazione del profilo
158
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 72 Sistema di regolazione automatica del profilo
159
Capitolo 15 – La patinatrice
15.8
Il Vari-Bar
È composto (Fig. 73 a p.162) da una barra cilindrica (d’acciaio,
acciaio lappato, oppure rivestita in materiale ceramico, per aumentare
la sua durata) e da un portabarra gommato (su cui viene calettata la
barra) che, a sua volta, è montato su un supporto metallico.
Il sistema è composto da un tondino d’acciaio ad alta resistenza
cromato e rettificato che viene premuto, grazie ad un tubo mandato in
pressione (portabarra), lungo la superficie della carta cosparsa di
patina; tale tondino ruota in senso contrario alla carta, grazie alla
presenza di due motori collocati alle estremità, con una velocità
variabile a seconda del tipo di produzione, di macchina e di patina (la
velocità riveste un ruolo molto importante, non tanto per la quantità di
patina da asportare, ma per l’usura del portabarra, poiché se gira
molto velocemente vi è un’usura prematura).
La barretta è supportata in tutta la sua lunghezza da un porta barra in
materiale plastico con una scanalatura entro la quale la barretta viene
forzata; nella sede della barretta sono ricavate due scanalature che
permettono lo scorrere dell’acqua che ha la funzione di lubrificare e
pulire la barra, (la lubrificazione viene effettuata con una soluzione di
acqua e glicerina in continuo, poi scaricata tramite un tubicino di
scarico collegato all’estremità del portabarra); con l’usura (la durata
media è intorno ai 45 giorni) il portabarra perde le sue caratteristiche
e non è più in grado di garantire il mantenimento della barra in sede.,
Nella parte che non viene a contatto con la carta (fuori formato) la
pressa va abbondantemente lubrificata con spruzzi d’acqua per
evitare che la barra possa riscaldare la gomma del controcilindro
causando dei tagli sulla pressa rovinandola.
La regolazione della quantità di patina viene effettuata aumentando o
diminuendo la pressione di gonfiaggio del tubo portabarra e non
viene effettuata nessuna regolazione del profilo (non sono presenti i
martinetti).
E’ possibile montare sul patinatore un flow-clean per togliere
eventuali difetti quali crostine o sporco che si è venuto a depositare
sul controcilindro.
Il flow-clean è costituito da una lama montata sopra il controcilindro,
quando viene azionato si abbassa andando a contatto con la pressa
e successivamente viene alimentato nella parte anteriore con acqua
corrente per lavare la gomma (la lama serve per asportare l’acqua di
lavaggio); il mal funzionamento del coltello pulitore può creare fasce
umide per la non-aderenza della lama sulla gomma, oppure
trafilamento d’acqua ai bordi che andrà a diluire la patina causando
gli inconvenienti visti in precedenza.
Qui di seguito sono riportati due disegni (Fig. 74. p.163 e Fig. 75
p.164), che riassumono quanto può variare il risultato finale (la
160
Capitolo 15 – La patinatrice
distribuzione) se si varia l’angolo, mentre il diagramma di p.165,
evidenzia i valori di lucido ottenibili variando l’angolo di attacco.
Va osservato in particolare come una maggior pressione consente di
livellare le particelle di supporto (fibre o cariche) e aumenta la
distribuzione e l’orientamento delle particelle del pigmento, e come
l’aumentare dell’angolo comporta una maggior asportazione di patina
e, di conseguenza, la possibilità di utilizzare patine con quantità di
solidi più alta.
Si è accennato alla patinatura fuori macchina (off-line), anche se tutto
quello che è stato trattato è altresì riscontrabile nella patinatura in
macchina (on-line).
161
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 73 Stazione di patinatura con vari-bar
162
Capitolo 15 – La patinatrice
163
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 74 Angoli per l'asporto della patina
164
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 75 Risultato della distribuzione patina
Fig. 76 Diagramma delle variazioni del lucido
165
Capitolo 15 – La patinatrice
15.9
L’asciugatura della carta
L’asciugatura è una fase importante del processo di patinatura, in
quanto il tipo di asciugatura e le modalità con cui viene eseguito
influiscono in modo significativo sulla qualità del prodotto finale (figg.
a p.168 e 169): è per questo che bisogna conoscere in modo corretto
i vari metodi di asciugatura della carta.
Le moderne patinatrici presentano prevalentemente tre sistemi di
asciugatura: a raggi infrarossi, con cappe ad aria (o tunnel di
asciugamento “flottatori”) e la seccheria (in genere si presentano
secondo quest’ordine, ma a volte viene montata una profilatura a
raggi infrarossi all’uscita dell’ultima seccheria per migliorare il profilo
di umidità).
15.10 Le cappe ad infrarosso
Subito dopo l’applicazione della patina, la carta ha un primo contatto
con il calore passando attraverso una serie di cappe a raggi
infrarossi. Si tratta di un trattamento che consente un significativo
risparmio economico in quanto è possibile ridurre il consumo
energetico e il rendimento, in rapporto all’energia consumata, varia
dal 55 all’80%. Le cappe emettono una radiazione elettromagnetica di
lunghezza d’onda compresa tra 0,75 nm. e 1 nm (misura riferita allo
specchio dell’infrarosso); poiché, una volta assorbita da un corpo, tale
radiazione sviluppa calore è possibile, proprio attraverso il rapido e
significativo innalzamento della temperatura che procura una sorta
di shock alla patina, bloccare la migrazione delle componenti
liquide della patina all’interno del supporto e fare in modo che la
patina entri meno umida nelle cappe ad aria (il vapore che si viene a
formare viene rimosso da una circolazione forzata d’aria) creando
così meno problemi nel tunnel di asciugamento (una patina più umida
potrebbe depositarsi nel tunnel).
L’assorbimento di questo film d’acqua ha un picco massimo ben
preciso su una lunghezza d’onda di 3 micron ed un picco attorno ai 6
micron, il resto è energia “dissipata”. Diventa importantissimo quindi,
per un essiccamento ad onde (che siano raggi infrarossi, ultrasuoni
od altro), che la sorgente emetta onde di lunghezza 3 microm,
ottenibili con sorgenti di raggi infrarossi di materiale adatto, portando
a temperature sugli 800 - 850°C.
È importante regolare correttamente i tempi in cui avviene
l’asciugatura: infatti, se l’evaporazione avviene in modo troppo veloce
il lattice tende ad asciugarsi insieme all’acqua mentre, al contrario, se
i tempi si allungano eccessivamente, il lattice tende a penetrare nel
supporto; in entrambi i casi la qualità della carta risulterà scarsa.
È possibile regolare l’intensità di questo trattamento in fase di
produzione decidendo con quante file ad infrarosso lavorare (le
166
Capitolo 15 – La patinatrice
cappe sono in genere pre-impostate per un rendimento pari al 100%
della loro capacità e quindi, normalmente, l’operatore può intervenire
sull’intensità del trattamento solo modificando il numero delle
cappe (Fig. 79 a p.170), bisogna comunque tenere presente che vale
la pena di utilizzare le cappe al massimo e diminuire, eventualmente,
l’intensità dei trattamenti a valle (cappe ad aria e trattamenti
essiccatori). Poiché le cappe sono composte a settori è possibile
modificare il numero di cappe operanti eliminandone verticalmente
fino a due per lato (quando ci si trova a lavorare carte con formato più
stretto o anche quando è opportuno asciugare meno le due estremità
del foglio).
Per evitarne la combustione, la carta viene fatta scorrere ad una
distanza di 15 centimetri dalle cappe ad infrarosso, ma poiché è
possibile che, in seguito ad una sua rottura, la carta si incendi, le
cappe sono corredate di un impianto per lo spegnimento del
fuoco.
167
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 77 Schema distribuzione e rimozione acqua
168
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 78 Quantità d'acqua da evaporare in funzione della % di solidi
169
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 79 Regolazione del profilo delle cappe IR
170
Capitolo 15 – La patinatrice
15.11 Le cappe ad aria
In commercio vi sono attualmente due tipi di cappe ad aria, una
alimentata a vapore, l’altra alimentata a metano; vi è un terzo tipo
oramai in disuso a gasolio.
Le cappe ad aria permettono di realizzare un essiccamento
controllato ad alto rendimento e con alta capacità di trasmissione di
vapore. Il sistema di soffiaggio dell’aria è tangenziale al foglio, che
stabilizza e sostituisce lungo tutta la zona di essiccamento senza
implicare elementi rotanti o feltri trasportatori del foglio.
I tunnel di asciugamento sono costituiti da una cappa montata sulla
superficie superiore del foglio ed una cappa montata sulla superficie
inferiore. Ogni coppia di cappe è alimentata con un unico impianto di
riscaldamento e un unico circuito dell’aria di essiccamento.
Le cappe sono fornite di varicelli o di pistoni idraulici per la loro
apertura e chiusura in caso di rottura carta o pulizia delle stesse (Fig.
80 a p.174).
Le cappe sono costituite da una cassa portante integrale con i due
canali principali dell’aria calda di alimentazione e dell’aria satura di
ripresa, dei tubi collettori longitudinali multipli di alimentazione ai
deflettori d’aria aerodinamici di soffiaggio dell’aria di essiccamento sul
foglio.
I deflettori aerodinamici sono costruiti da lamiera di acciaio a sezione
scatolata, con una fessura o due fessure longitudinali, e sono
calibrate per formare l’ugello di soffiaggio dell’aria di essiccamento
(Fig. 81. a p.176). Per mantenere la sezione trasversale dell’ugello
costantemente calibrata viene montata una serie di distanziali
trasversali uniformemente spaziati su tutta la sezione longitudinale.
La prima consiste nel far passare l’aria attraverso uno scambiatore
pre-riscaldato da un flusso di vapore proveniente direttamente dalla
caldaia, nella seconda viene inserito all’interno del tunnel di preriscaldamento dell’aria un bruciatore a metano, o più bruciatori (Fig.
79. a p.170).
Utilizzando cappe alimentate a metano si può arrivare ad una
temperatura più elevata e ad una risposta migliore al variare
dell’umidità, arrivando ad una temperatura massima di circa 270°C,
con una oscillazione media della temperatura che varia dai 60°C ai
240°C, anche se è sconsigliabile scendere al di sotto della soglia
degli 80°C per problemi di condense all’interno del tunnel.
Solitamente funzionano entrambe in automatico e vengono regolate
da un processore situato in sala controllo.
I ventilatori di circolazione dell’aria calda di essiccamento ed i
ventilatori di ripresa dell’aria satura sono di tipo centrifugo, prelevano
da una sala apposita l’aria che andrà ad asciugare la carta, questa
171
Capitolo 15 – La patinatrice
verrà dapprima filtrata attraverso appositi filtri e successivamente
attraverserà o uno scambiatore in caso di funzionamento a vapore,
oppure attraverserà la fiamma in caso di funzionamento a metano.
Riscaldata l’aria, il ventilatore la invierà nella cappa, una parte di
questa verrà prelevata dall’interno della stessa e verrà riscaldata
nuovamente e rimandata in circolo, mentre una parte di aria (detta
“esausta”) verrà prelevata ed espulsa in atmosfera.
La cappa viene regolata in due modi: il primo è agendo sulla
temperatura, cosa che normalmente si esegue, il secondo è agire
sulla velocità di asciugamento ossia sul ventilatore che è a C.C.
I tubi collettori longitudinali di alimentazione, a sezione quadrata, e la
camera dell’aria di ripresa della cappa sono attrezzati con un sistema
di rilevamento della pressione, che si può leggere sui manometri
posti sul lato servizio della cappa e di conseguenza operare gli
aggiustamenti di bilanciatura, tarando le apparecchiature di
regolazione delle serrande del circuito di alimentazione e scarico
dell’aria di essiccamento. Le serrande sono del tipo a palette multiple
mobili ed in funzione della richiesta dell’aria aumentano la loro
apertura.
La bilanciatura della cappa è molto importante poiché in fase di
produzione, se la pressione di una delle due cappe “superiore o
inferiore” non è regolare, ossia una delle due ha più pressione
rispetto all’altra, si può verificare lo strisciamento della carta sulla
superficie del tunnel, con problemi qualitativi se la differenza è poca,
oppure di conduzione per frenatura della carta se la differenza è
molta. Si può risalire se il rapporto tra il valore della ventilazione e
l’estrazione viene a mancare ascoltando se vi è rumore tipo ronzio
all’interno della cappa (a volte si sente un rimbombo anche
assordante). Se si dovesse verificare questo squilibrio bisogna
rieseguire un bilanciamento della cappa, operazione che viene
eseguita normalmente dal personale di manutenzione dell’azienda.
Nel disegno si può notare il funzionamento della cappa ed il percorso
seguito dalla carta in fase di asciugatura: tenendo presente che la
carta passa vicinissima alle pareti, ed a volte la tocca causando degli
strisci sulla carta, oppure sporca i bordi della cappa creando degli
accumuli di patina a volte così evidenti da provocare la rottura della
carta in fase di produzione, in questi casi si dovrà tagliare la carta ed
eseguire un’accurata pulizia delle cappe con gli appositi raschietti per
eliminare i depositi di patina che si sono creati. Durante una rottura o
fermo macchina per brevi periodi, la cappa non viene spenta, ma va
automaticamente in riciclo tramite la chiusura/apertura di serrande
che deviano l’aria e la fanno riciclare mantenendo la temperatura
impostata.
Il trattamento di asciugatura con le cappe ad aria comporta i seguenti
vantaggi:
172
Capitolo 15 – La patinatrice
 un elevato campo di regolazione
 maggiore stabilità del foglio agli arricciamenti e alle pieghe in
quanto, mentre attraversa la cappa, per l’azione dei soffi di aria
calda il foglio assume un andamento sinusoidale, con tiri anche
elevati.
173
Capitolo 15 – La patinatrice
174
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 80 Sistemi di ritrazione
175
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 81 Deflettori aerodinamici
176
Capitolo 15 – La patinatrice
177
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 82
178
Capitolo 15 – La patinatrice
15.12 Gli essiccatori cilindrici
Il funzionamento degli essiccatori in questa fase della produzione è
identico a quello degli altri essiccatori in uso sulle macchine in
cartiera. Naturalmente viene ancora alimentato con il procedimento in
cascata e non con termocompressore, dato il loro basso numero
(normalmente quattro per ogni batteria essiccatrice).
La sezione seccheria è costituita da elementi modulari e progettati
per ottenere una buona efficienza operativa della sezione e facilità di
rimozione del fogliaccio, unita ad una buona ventilazione attraverso le
aperture, equilibrate sia sul lato servizio che sul lato comando in
modo di non creare delle correnti preferenziali allo sbandieramento
del foglio.
I cilindri essiccatori sono in fusione di ghisa, specifica per resistenza
e capacità di trasmissione del calore.
I mantelli dei cilindri essiccatori sono torniti e rettificati all’esterno e
possono subire una lavorazione di cromatura superficiale per
migliorare la lucentezza della carta, mentre la parte interna viene
barenata.
Le teste dei cilindri sono a profilo concavo, e una delle due testate è
fornita di passo d’uomo per l’ispezione interna. La testata lato servizio
può presentare una scanalatura per l’alloggiamento della corda che
serve per il trasporto della carta in fase di introduzione, inoltre
normalmente solo il perno della parte lato comando è del tipo
allungato per l’alloggiamento degli ingranaggi.
Ogni cilindro vapore è fornito di una testata vapore per l’adduzione
del vapore montata sul lato comando, e di una testata vapore con il
sifone; quest’ultimo può essere del tipo fisso oppure rotante, anche
se sulle macchine veloci è preferibile adottare il tipo “rotante” per
l’estrazione della condensa montata sul lato servizio.
Le tenute rotanti sono costituite da una parte fissa con un anello in
metallo mantenuto in pressione da molle contro un alloggiamento
sull’albero dell’essiccatore, dove fra essi sono inseriti i carboni di
tenuta. Naturalmente ogni sezione seccheria è fornita di cilindri
guidafeltro, cilindri castigafeltro, il cilindro tendifeltro e dai coltelli
raschiatori forniti di lame, che possono essere sia in materiale
plastico, che in composizione di resine, in ferro o composti da metalli
teneri.
Poiché le batterie normalmente sono due, l’impianto vapore è
costituito da due gruppi termici paralleli; ogni batteria essiccatrice ha
un’alimentazione
propria
controllata
automaticamente
da
strumentazione e valvole pneumatiche.
L’impianto è composto di scambiatore di calore e di separatore di
condensa. Lo scambiatore di calore convoglia il vapore residuo
179
Capitolo 15 – La patinatrice
nascente dalla condensa nel separatore, mentre gli incondensabili
vengono eliminati per mezzo di una pompa a vuoto.
Il separatore di condensa è dotato di regolatore automatico di livello
con relativa pompa e valvola pneumatica di estrazione condensa da
convogliare ad un serbatoio generale di raccolta.
Gli essiccatori vengono regolati sia manualmente
automaticamente tramite processore in sala controllo.
che
Anche se si è riscontrato un leggero miglioramento in certi tipi di carte
asciugate con gli essiccatori cilindrici, e in particolare modo per
quanto riguarda le fasce umide, una buona parte delle aziende tende
ad eliminare tale asciugamento per un problema energetico,
dovuto alla sovralimentazione della caldaia. Per questo motivo,
alcune cartiere hanno smantellato l’impianto vapore della patinatrice,
lasciando così agli essiccatori solo il compito di traino della carta, e
ovviando così anche al problema del riempimento dei cilindri da parte
della condensa, dando più flessibilità alla macchina patinatrice di
poterla fermare ed avviare in tempi abbastanza brevi, avendo così un
netto guadagno sul risparmio di corrente elettrica e di manutenzione.
Eliminando l’asciugamento da parte degli essiccatori la carta arriva al
pope più fredda: questo favorisce alcune aziende che hanno dovuto
installare dei cilindri raffreddatori (swing).
I cilindri raffreddatori sono montati normalmente nelle macchine dove
vengono prodotte carte calandrate direttamente in patinatrice
(calandratura on-line) al fine di non condizionare la liscia.
Il funzionamento è simile alla calandra, poiché il lucido viene dato dal
contatto del cilindro in metallo: come mostra il disegno di p.182, la
prima liscia lucida il lato superiore del foglio e la seconda liscia lucida
il lato opposto.
Vi sono aziende che patinano essenzialmente un lato della carta e di
conseguenza montano entrambi i cilindri metallici in linea anche se
per ottenere la lisciatura in macchina il mercato attualmente offre
quindici combinazioni.
I cilindri contrapposti ai cilindri in metallo sono rivestiti di un materiale
composito più o meno duro, quest’ultimo viene scelto in funzione del
tipo di lisciatura. All’interno del cilindro vi sono dei pistoncini che
servono per imprimere un bombé alla liscia e per correggere
eventuali imperfezioni del foglio.
Il profilo del foglio viene mantenuto più basso ai bordi per facilitare lo
sfogo dell’aria ai lati, in modo da non creare bolle d’aria all’interno che
potrebbero causare grinze o pieghe.
Il cilindro cromato viene riscaldato con circolazione di olio caldo, la
temperatura esercita un’azione predominante sul lucido, mentre la
pressione esercita un’azione predominante sulla lisciatura.
180
Capitolo 15 – La patinatrice
La pressione lineare viene esercitata da due pistoni laterali montati su
un supporto che abbraccia il collo del cilindro; le pressioni di esercizio
normalmente variano dai 150 N/mm a oltre 300 N/mm. L’uso di tali
pressioni viene dato da tabelle che riportano il rapporto da mantenere
tra la temperatura e la pressione: questo rapporto è dato dalla casa
costruttrice ed è in funzione del tipo di lisce montate.
In una tabella viene indicata la proporzione che deve esistere fra
temperatura e pressione: i valori devono oscillare entro certi limiti di
esercizio, e più sale la temperatura minore sarà la pressione
esercitata e viceversa.
Si è già detto che tutto il processo di patinatura oramai è reso
automatizzato da macchine sempre più moderne, ed il loro controllo e
regolazione è quasi tutto gestito da elaboratore. Anche i tiri e
l’avviamento non sono più un problema, ma per alcune aziende il
controllo e l’avviamento sono ancora manuali, con problemi di
operatività non del tutto trascurabili.
Nel disegno di p.183 vengono mostrati i vantaggi e gli svantaggi per
ogni tipo di macchina patinatrice.
181
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 83 Soft calender
182
Capitolo 15 – La patinatrice
Fig. 84 Comparazione vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di patinatura
183
Capitolo 15 – La patinatrice
15.13 I difetti della patinatura
I difetti che si riscontrano in patinatura possono essere causati dalla
stessa macchina continua, o da errori nelle lavorazioni intermedie.
Aumentando o diminuendo la quantità di patina applicata è possibile
migliorare i problemi legati alle variazioni di peso del supporto (questo
però incide negativamente sulla qualità del liscio in fase di
calandratura) ma, in genere, i difetti che arrivano in patinatrice
non vengono eliminati in questa fase: a volte, anzi, l’applicazione
della patina bagnando la carta li accentua; è quindi necessario fare in
modo che il supporto arrivi in patinatrice con valori vicini allo standard
e con il minor numero di difetti possibile.
Qui di seguito vengono elencati i difetti più comunemente riscontrabili
in fase di patinatura, con un breve cenno alle possibili cause.
a) Difetti dovuti alle variazioni continue:
 Variazioni di peso nell’arco di tempo
 Profili irregolari
 Variazioni di umidità
 Variazioni di quantità di patina
 Variazioni di grado di bianco
 Variazioni di tinta
b) Difetti più comuni di patinatrice:
 Fiamme dovute alla mancanza di patina (non correlazione tra
secco e viscosità, bassa velocità dell’applicatore)
 Rifiuti di patina (patina liquida/patina fissa, vista in funzione della
velocità)
 Patina mal distribuita (patina fissa, macchina fredda)
 Fasce di patina per accumulo di sporco sotto la lama (grumo da
supporto)
 Righe di patina (sporco sulla patina o sul supporto)
 Bucce d’arancia
 Strisci di patina (lama usurata, barra scheggiata)
 Eccesso di patina sui bordi (paletta usurata)
 Crepi sul bordo (cappe sporche, coronelle sui cilindrini)
 Strappi sul bordo (malfunzionamento dei coltelli taglia rifilo)
 Strisci privi di patina (cappe sporche)
 Pieghe sui bordi (tiri molli, carta che sbandiera)
c) Difetti provenienti dalla macchina continua:
 Variazioni di peso
 Variazioni di umidità
 Schiume/grumi di pasta
 Cattiva formazione del foglio
184
Capitolo 15 – La patinatrice
 Punte di fogliacci
 Punte di sporco
 Limo
 Fuori tinta
 Pieghe
 Grinze
 Marcature del foglio
 Gocce d’acqua
 Buchi non segnalati
 Schiariture crepi pastiglie
Tutti questi difetti, ed altri qui non elencati, vengono tolti in fase di
riarrotolatura; a volte però, o perché i difetti non sono stati segnalati o
per problemi di produzione, non vengono eliminati e determinano dei
problemi nella fase di patinatura: è quindi necessario, anche quando
la loro origine è in una diversa fase della produzione, che il personale
li sappia individuare e sia in grado di intervenire tempestivamente per
ridurre al minimo lo scarto.
185
Capitolo 16 – Il recupero delle patine
16 Il recupero delle patine
Alla fine del processo di patinatura una discreta quantità di patina non
utilizzata si concentra nella tina finale (beck finale): si tratta della
patina che viene prodotta in eccesso per il riempimento dei tubi di
circolazione e di mandata, di quella contenuta nella vaschetta patina
e di una piccola quantità nello stoccaggio che serve per
l’alimentazione al patinatore. È una quantità relativamente bassa (se i
calcoli sono stati eseguiti bene) nelle macchine di piccole dimensioni,
ma può arrivare ben oltre i tre mc. per patinatore nelle macchine di
dimensioni maggiori. È evidente, quindi, che uno dei problemi da
affrontare è quello dell’impatto ambientale di tale materiale di
scarto che, quando è in grandi quantità, non può essere scaricato
direttamente all’impianto di depurazione (anche nel caso in cui
l’impianto biologico sia calcolato in sovralimentazione) in quanto il
danno ambientale e quello all’impianto sarebbero rilevanti.
Come si è già accennato in precedenza, la patina in eccesso viene
riutilizzata nelle produzioni successive, un po’ per volta per non
alterare la produzione in corso.
L’acqua utilizzata per il risciacquo viene convogliata in un cono per la
raccolta acque (detto cono di sotto macchina) e inviata a dei
vibrovagli per l’eliminazione di eventuali particelle di patina secca e
di carta (vengono cioè separati tutti gli scarti solidi); successivamente
il filtrato entra in una tina-polmone per poi essere inviato nella linea
fogliacci e va così ad aumentare le ceneri in macchina continua
oppure viene inviato in un cono secchiero dove l’acqua, utilizzando
delle sostanze chimiche, viene separata dalle altre componenti e
viene inviata direttamente all’impianto di depurazione per
tracimazione del cono. Il precipitato va invece in una successiva tina
dove viene mescolato con altri scarti ed inviato all’addensatore
scarti situato all’impianto di depurazione.
Poiché l’acqua in uscita dal cono non è limpida, ma presenta un
aspetto opalescente dovuto alla presenza di sostanze come i lattici, ci
sono aziende che per chiaricarle, inviano le acque di tracimazione in
una ulteriore vasca, dove vengono fatte sedimentare le particelle di
lattice che normalmente con il trattamento con allume e polielettrolita
non vengono eliminate.
187
Capitolo 16 – Il recupero delle patine
Questo secondo trattamento consiste nell’inserire nel tubo che porta
l’acqua dal cono alla vasca, un piccolo serbatoio che all’interno
presenta delle alette: l’acqua che scende per caduta all’interno di
questo serbatoio crea una certa turbolenza che serve per miscelare
un dosaggio di soda (NaOH) e di flocculante.
Questo secondo trattamento fa coagulare il lattice che sedimenta
molto lentamente poiché crea un fiocco grosso ma leggero, e a
questo punto l’acqua in uscita è limpida.
Per ottenere tale risultato si dovrà dosare nel cono un sovradosaggio
di allume, altrimenti il trattamento finale non ottiene i risultati richiesti,
altresì poco o nulla si sarà ottenuto dosando la soda al cono.
Nel dosaggio dell’allume si dovrà tener presente che un dosaggio
eccessivo comporta il rischio d’oltrepassare i limiti di legge dettati
dalla Legge Merli per quanto riguarda l’alluminio riportati nella tabella
A della Legge Merli del 319/1976.
Nel disegno di p.189 viene riportato l’impianto di recupero delle
patine.
188
Capitolo 16 – Il recupero delle patine
189
Capitolo 16 – Il recupero delle patine
Fig. 85 Impianto di recupero patine
190
Capitolo 17 – L’umettatura
17 L’umettatura
Alcune carte necessitano di un aumento dell’umidità prima di essere
calandrate: la calandra, infatti, per poter aumentare le caratteristiche
di liscio e di lucido ha bisogno di una carta che contenga una certa
quantità di acqua, e poiché dopo la patinatura la carta, per problemi
di conduzione della macchina continua o per esigenze dovute ai tipi
di carte da patinare (si è già detto che in patinatrice non
necessariamente viene applicata la patina), esce con un basso grado
di umidità, va eseguito il processo di umettatura. Tale processo si
esegue sulla carta monopatinata, dalla parte del supporto per non
alterare le caratteristiche della patina ed evitare i problemi operativi
legati ad un eventuale scioglimento della patina stessa. Si tratta di un
processo piuttosto semplice: il rotolo viene caricato allo svolgitore e si
introduce la punta, la macchina viene sistemata e portata ad una
determinata velocità (stabilita da prove di laboratorio e proporzionale
alla velocità di rotazione della spazzola applicatrice e della portata
dell’acqua alla bacinella). La misura della quantità di umidità per ogni
m2 di carta sarà data dal rapporto tra il consumo d’acqua (misurato in
litri/ora) e il formato e la velocità della macchina. Tale consumo viene
letto su dei misuratori di portata sia all’entrata che all’uscita della
bacinella contenente la spazzola.
Nel disegno di p.192 viene riportato il funzionamento di una macchina
umettatrice.
191
Capitolo 17 – L’umettatura
192
Capitolo 17 – L’umettatura
Fig. 86 L'umettatrice
193
Capitolo 18 – La calandratura
18 La calandratura
La calandratura consiste nel far passare la carta attraverso una
macchina costituita da una serie di cilindri sovrapposti in ghisa
alternati con cilindri che possono essere in carta-lana mista a
cotone, in bambagia di cotone o in un materiale rigido (resinoso).
Quando il supporto da calandrare è stato patinato da entrambi i lati
troviamo a metà calandra due cilindri in materiale fibroso che
permettono di invertire il lato carta a contatto con la ghisa in modo
che entrambe le superfici vengano a contatto per un eguale numero
di passaggi con i cilindri lucidi in ghisa.
La calandra è, ovviamente, fornita di un rilevatore per il controllo
dei dati in continuo che esegue le scansioni fornendo il profilo
relativo al grado di umidità e di lucido; i dati sono riportati in un
monitor per poter eseguire le giuste operazioni per la conduzione
della macchina.
Questo procedimento viene eseguito quando è necessario
aumentare la levigatezza e il lucido della carta patinata: si tratta,
quindi, di un’operazione che viene effettuata solo su quelle carte che
presentano caratteristiche di liscio, di lucido e di spessore non
corrispondenti a quelle richieste. Oltre ad incidere sul lucido, sulla
levigatezza e sullo spessore, l’operazione di calandratura determina
anche una maggior trasparenza della carta e una sua maggiore
impermeabilità, in conseguenza della diminuzione degli spazi d’aria
interni. Quest’ultima caratteristica spiega perché la calandratura sia
molto usata per quelle carte che devono avere una certa resistenza ai
grassi. È importante tenere presente che questa operazione ha come
conseguenza la diminuzione del grado di bianco della carta.
Il risultato desiderato si ottiene regolando la pressione esercitata sui
cilindri della calandra, la loro temperatura, il numero, la velocità
della macchina, il numero dei passaggi fra i cilindri e la percentuale
di umidità della carta. L’umidità va regolata quando la carta è ancora
in fase di patinatura o, come si è visto, attraverso l’operazione di
umettatura: elevando la pressione e la temperatura è possibile
schiacciare il contesto fibroso ed aumentare la levigatezza e il lucido
che, in particolare, può essere ulteriormente aumentato anche grazie
ad un numero maggiore di passaggi tra i cilindri (più esattamente,
l’elemento che varia è il numero di cilindri interessati al passaggio
della carta).
195
Capitolo 18 – La calandratura
Una maggiore quantità di patina determina un aumento del liscio; una
maggiore quantità di acqua determina un aumento del lucido.
L’umettatura è un’operazione di estrema importanza per determinare
le caratteristiche finali della carta e, quindi, la sua funzionalità (il
foglio che presenta dei profili irregolari o fasce di umidità, in calandra
vede peggiorare la planarità).
Se consideriamo la carta per rotocalchi, è evidente che la carta
deve essere il più schiacciata possibile, senza avvallamenti, in modo
da assorbire l’inchiostro in maniera uniforme; la stampa in modalità
offset, invece, poiché avviene con un cilindro rivestito in caucciù che
si adatta alle asperità della carta, non richiede una base con le stesse
caratteristiche richieste dalla stampa tipografica, dove è necessaria
una carta ben calandrata, tale da costituire una base ben lisciata
perché l’elemento stampante, in questo caso rigido, possa produrre
una stampa senza zone prive di inchiostro.
Nel disegno di p.197 viene riportata nella sua struttura una
supercalandra.
196
Capitolo 18 – La calandratura
197
Capitolo 18 – La calandratura
Fig. 87 La calandratura
198
Capitolo 19 – La bobinatura
19 La bobinatura
Ultimata la produzione, ed effettuati i controlli per verificare che il
prodotto sia conforme alle richieste del cliente, la carta deve essere
tagliata in formati utili alle lavorazioni successive. La bobinatura è
quell’operazione di taglio con cui un rotolo madre (jumbo-roll) viene
diviso in pezzi che per altezza, metraggio, ecc. corrispondono alle
richieste del cliente. Si tratta di un’operazione che serve anche per
togliere eventuali difetti, dare alle bobine la giusta consistenza e
preparare la carta per i trattamenti successivi (ad esempio taglio in
fogli o invio direttamente alla macchina da stampa).
La carta viene avvolta su anime di cartone (di diametro variabile) e i
rotoli, una volta raggiunto il diametro (o il metraggio) richiesto,
vengono scaricati e viene contata una “levata” (nome utilizzato per
identificare i tagli eseguiti su ogni rotolo-madre). I rotoli scaricati che
non presentano difetti vengono inviati al magazzino per essere
imballati e stoccati in apposite stive, mentre i rotoli che presentano
difetti vengono inviati al ripasso, operazione che consiste
nell’eliminare il difetto riscontrato. Attualmente per questo tipo di carte
si preferiscono le bobinatrici senza cavaliere (è un cilindro che viene
abbassato sui rotoli da avvolgere al momento dell’avviamento)
preferendo l’avvolgimento a rotoli sfalsati, che diminuisce il problema
delle cordonature, della legatura fra i rotoli, ecc.
Quasi tutte le bobinatrici sono fornite di un computer per la
regolazione del tiro al fine di dare alla carta la giusta consistenza
(ogni tipo di carta avrà la sua curva caratteristica per l’incremento e
mantenimento del tiro che verrà impostata al variare della
produzione). Inoltre si imposteranno i parametri per definire il
metraggio o il diametro e la macchina, eseguite tutte le operazioni (di
avviamento e fermata) e regolazioni (di tiro), si fermerà
automaticamente ai parametri impostati. È importante che il rotolo
arrivi in bobinatrice con tutte le segnalazioni utili a risalire ad eventuali
difetti, perché questa è l’ultima fase di lavorazione della carta prima
dell’imballo e dell’uscita dalla cartiera.
Il disegno di p.200 mostra nel complesso una macchina bobinatrice; il
disegno di p.201 mostra il passaggio carta su una bobinatrice VariTop; il disegno di p.203 mostra una prova normalmente eseguita in
bobinatrice; le figure di p.204 mostrano i difetti più comuni durante la
bobinatura della carta.
199
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 88 Macchina bobinatrice
200
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 89 Sistema d'introduzione del nastro
201
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 90 Prova della durezza con martello Schmidt
202
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 91 Prova della durezza con martello Schmidt
203
Capitolo 19 – La bobinatura
204
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 92 Difetti della bobinatura
205
Capitolo 19 – La bobinatura
206
Capitolo 19 – La bobinatura
Fig. 93 Altri difetti della bobinatura
207
Capitolo 20 – Il laboratorio tecnologico
20 Il laboratorio tecnologico
Prima di concludere mi sembra importante fornire un elenco delle
prove di laboratorio che vengono normalmente eseguite sulle carte
patinate. Non mi dilungo a spiegare il metodo con cui viene effettuata
la prova perché è possibile trovare le indicazioni necessarie sui
manuali specifici.
Poiché ogni manufatto deve avere delle particolari caratteristiche,
determinate soprattutto dall’impiego cui è destinato, è evidente che le
prove per testare la presenza o meno dei requisiti essenziali saranno
diverse per ogni tipo di produzione; le stesse caratteristiche
fondamentali, pur essendo sempre importanti, possono essere
richieste con valori di scostamento più o meno ampi (più ampio sarà
lo scostamento, minore risulterà l’importanza della prova).
Le prove qui riportate vanno naturalmente eseguite su ogni lato
patinato e i valori riscontrati andranno riportati in appositi tabulati per
poter essere utilizzati nelle fabbricazioni successive (in alcune
aziende i dati rilevati vengono passati agli operatori delle macchine
che intervengono direttamente sull’impostazione della macchina:
questo permette di avere il minore scarto possibile in fase di
produzione).
209
Capitolo 20 – Il laboratorio tecnologico
PROVE
MISURAZIONI
U.M.
NORMA
Grammatura
g/m2
ISO536
Spessore
um
ISO534
Densità
g/cm3
T 411
Patina
g/m2
INT.METH
Carico di rottura Long.
N/15mm
ISO1924
Carico di rottura Trasv.
N/15mm
ISO1924
Allungamento Long.
%
ISO1924
Allungamento Trasv.
%
ISO 1924
Carico di rottura (5’ H2O)
N/15mm
T 456
Rapp. c. di r. umido/c.r. secco
%
Resistenza NaOH 5%-1h eboll. n
INT. METH
Deformazione (20’ H2O)
%
INT. METH
Rigidità (15°-10x38mm)
mN
DIN 53121
Lacerazione Elmendorf
mN
ISO 1974
Cobb (60s)
g/m2
ISO 535
H. S. T. 85% - Retro
s
T 530
Cere Dennison
n
T 459
Helio Test (30Kgf) media
mm
INT. METH
Nero porometrico 30s
%
Imbiancante Ottico
n
INT. METH
Grado di Bianco
%
ISO 2470
Opacità
%
ISO 2471
Opacità (Ro-30min H2O)
%
INT. METH
Liscio Bekk
s
ISO 5627
Lucido 75° Tappi
%
T 480
Micro contur Test
n
INT. METH
Ceneri Lab. (900°C)
%
T 413
Ceneri Lab. (530°C)
%
T413
Pastalegno
%
INT. METH
Semi-chimica
%
INT. METH
pps (0,5 Mpa-duro)
umx100
ISO 8791 – 4
210
Conclusioni
Voglio scrivere alcune osservazioni a conclusione di quanto detto
finora, anche se ci sarebbe molto da aggiungere sull’argomento
patinatura.
Una prima osservazione riguarda la conformità di quanto detto in
queste pagine con il lavoro effettivo nelle varie cartiere in quanto le
informazioni contenute in questo testo possono trovare un riscontro
solo parziale: ogni cartiera ha un suo particolare modo di
operare, si serve di certe macchine e non altre e, quindi, le varie
operazioni, i parametri di riferimento, le caratteristiche dei prodotti
ecc. possono risultare diversi (anche se, in linea di massima, i principi
di funzionamento e i prodotti non variano di molto).
Come ho potuto far notare nel testo, sulla base anche della mia
esperienza in diverse aziende, ho preso in considerazione vari tipi di
macchinari e modalità differenti di operare; non per questo credo di
aver fatto una panoramica completa e so bene che vi sono
sicuramente cartiere che lavorano con modalità diverse da quelle qui
presentate.
Credo, però, sia possibile e opportuno, in questa fase conclusiva,
indicare 3 obiettivi fondamentali che possono essere comuni alle
diverse modalità di intervento e che vanno considerati prioritari da
tutto il personale che lavora in patinatrice:
1)
2)
3)
lavorare con gli angoli più alti possibile per ottenere la
massima spalmabilità
lavorare a velocità elevate in modo da ridurre la minimo il
tempo di bagnatura della carta sotto la lama
tenere sotto controllo la temperatura quando si asciuga la
carta, in modo da riuscire a bloccare la patina senza
provocare l’evaporazione delle particelle fluide (ad es. dei
lattici)
211
Bibliografia
Gli argomenti sono tratti dai cicli di conferenze tenute presso l’Istituto
Tecnico Industriale di Fabriano, pubblicati dall’E.N.C.C.
Le macchine che sono state spiegate in questo testo e le foto riportate, sono
della BELOIT, JAGENBERG, VALMET.
213
Rinnovando l’invito ad approfondire l’argomento, mi auguro che
quanto qui esposto possa risultare utile agli operatori del settore ai
quali mando i miei più cordiali auguri.
Enzo Filippetto
Carmignano di Brenta
1998

IL SISTEMA HYDROCLEAN STEINHARDT per la grigliatura delle

Visto di bilancio_201501701

Impegni_201501888 - Comune di Riva del Garda

Visto di bilancio_201501514

Visto di bilancio_201501516

Ieri eravamo vivi - Prima di copertina

Impegni_201501514 - Comune di Riva del Garda

"» , ..`15 - accademia capellini

Determinazione DETRS201500163 - numero: 159 di data 20