Tecnotubo Verona produzione tubi e anime in cartone per industria tessile. Storia e sviluppo del settore

Tecnotubo produzione tubi in cartone dal 1979
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Produzione tubi
in cartone


Il TUBO di CARTONE

 

 

L’utilizzo del tubo in cartone prodotto in parallelo con l'automazione delle tecniche di produzione e gli incrementi di prestazione dei macchinari di avvolgimento della carta, delle fibre chimiche, dei filati e dei tessuti.

 

In origine il tubo di cartone era inserito sulla barra di avvolgimento finale oppure tra i di pospositivi di serraggio del mandrino per consentire l'avvolgi­mento, la rimozione, il riavvolgimento e lo svolgimento della bobina. L'aumento della velocità degli apparati produttivi ha comportato la trasformazione del tubo da materiale ausiliario a tecnologia di supporto alla produzione.

 

La maggior parte dei tubi prodotti viene fornita ai seguenti mercati:
Carta (anime per cartiere)
Plastica (anime per pellicole)
Tessile (bobine per filati)
Edilizia (tubi per colate)
Le pagine che seguono descrivono nel dettaglio ciascuno di questi utilizzi.
Il tubo in cartone assume differenti denominazioni a seconda delle funzioni e del settore di utilizzo, ma più comunemente è chiamato “tubo” oppure “anima”.

 

I materiali alternativi e concorrenziali al cilindro in cartone sono l’acciaio l'alluminio oppure la plastica o la vetroresina, che svolgono gli stessi compiti del tubo in cartone e sono percepiti come “prodotti” dalla maggior parte delle industrie.

 

Il presente trattato ha lo scopo di delineare il ruolo del tubo in cartone nell’ambito dei vari processi di produzione e l’importanza delle tolleranze critiche per questo prodotto che non può essere considerato unicamente un imballaggio.

 

Tradizionalmente oltre 1'80% dei tubi in cartone, utilizzati in Europa, ha utilizzi e destinazioni diverse da quelli dell'imballaggio. Nel Mercato Comune vengono prodotte circa 950.000 tonnellate di tubi in cartone all'anno ed il cartone utilizzato nei tubi ha origine per il 100% da fibre riciclate. il contenuto finale del tubo in termini di fibre riciclate è quindi pari al 90-95%, mentre il restante 5-10% è costituito da collanti, resine riciclabili o carte spe­ciali.
Secondo alcune stime, nei vari stati dell'Unione Europea oltre il 70% dei tubi in cartone viene recuperato e riciclato. E' certamente una situazione di avanguardia e, in seguito ai più restrittivi controlli sulle discariche, questo dato è destinato ad incrementarsi.

 

100% da fibre riciclate. il contenuto finale del tubo in termini di fibre riciclate è quindi pari al 90-95%, mentre il restante 5-10% è costituito da collanti, resine riciclabili o carte spe­ciali.
Secondo alcune stime, nei vari stati dell'Unione Europea oltre il 70% dei tubi in cartone viene recuperato e riciclato. E' certamente una situazione di avanguardia e, in seguito ai più restrittivi controlli sulle discariche, questo dato è destinato ad incrementarsi.


Sommario
Il tubo in cartone può quindi essere chiaramente considerato come prodotto ecologico e le aziende che lo producono sono da sempre impeg­nate nella diffusione dell'uso di materiale riciclato e nel programmi di recupero dei prodotti usati.
Lo sviluppo di questo prodotto ecologico è stato conseguito attraverso lunghi anni di ricerche sui processi e sui materiali ed un considerevole impegno in campo ambientale.

 

 

L’industria europea produttrice di tubi in cartone si è sempre comportata in modo responsabile dal punto di vista ecologico ed è orgogliosa dei risultati conseguiti e che altri settori dovranno ora perseguire.

 

Eccone alcuni dei principali:

 

Le anime in cartone vengono prodotte con cartone costituito al l00% di fibre

riciclate.

 

> Il 95% del materiale costituente il tubo è rappresentato da fibre riciclate.

> Il tubo in cartone è completamente riciclate.

> Si stima che il 70% della totalità dei tubi in cartone viene recuperato e ri­ciclato.

> Alcune bobine per filato tessile e certe anime in cartone per tappeti o film plas­tici possono essere utilizzate due o più volte.

> I produttori di tubi in cartone promuovono il recupero dei tubi  usati attra­verso consolidati schemi di recupero.

> La ricerca e lo sviluppo hanno incrementato in misura considerevole il riu­tilizzo delle fibre ottenute dal riciclaggio dei tubi in. cartone per la rea­lizzazione di nuovo cartone per tubi.

> l tecnici del settore sono costantemente impegnati nella ricerca di strumenti che consentano il controllo e la riduzione dell'impatto ambientate del tubo in cartone all'interno del ciclo di fabbricazione.

 

La sempre maggiore efficienza delle industrie della carta e della stampa comporta l'utilizzo di macchine più grandi e veloci..
Tale mutamento ha determinato l'esigenza di produrre bobine di carta di maggiori dimensioni. Al centro di queste bobine vengono collocate particolari anime in cartone, mantenute in posizione grazie ai dispositivi di serraggio dei mandrini, che inseriti all'interno di ciascuna estremità dell'incavo del tubo, lo rendono parte integrante del processo produttivo. La più leggera anima in cartone, che presenta le medesime caratteristiche tecniche del tubo in alluminio (teoricamente alternativo), rappresenta il prodotto prescelto dal settore della stampa e della carta.


Il processo di produzione della carta e del cartone
Le moderne macchine continue variano in larghezza e velocità a seconda del tipo di carta o cartone fabbricati. Una macchina per la produzione di carta per quotidiani o riviste produce annualmente fino a 300.000 ton­nellate di carta e presenta spesso una larghezza di 9 metri. Queste mac­chine raggiungono una velocità pari a 1300 mpm, mentre le taglierine­-bobinatrici superano i 2000 mpm, producendo bobine in carta con un peso fino a 6 tonnellate. L'esigenza di un'assoluta continuità in termini di resistenza alla compressione, rettilinearità  e rotondità dell'anima in car­tone assume un'importanza fondamentale al fine di garantire la sicurezza del processo di avvolgimento e svolgimento. Le tolleranze critiche, come per esempio le variazioni del diametro, vengono mi urate in frazioni di millimetri.
Una fondamentale importanza assume il processo di taglio e ribobinatura, nell'ambito del quale il rotolo di carta "Jumbo" di 9 metri e 40 tonnellate viene frazionato in bobine. Questi tubi di 9 metri vengono forniti alle cartiere, dove con l'ausilio di sofisticate macchine "taglia-tubi", controllate dal computer, si procede al taglio secondo le lunghezze necessarie. Con formandosi a tolleranze tecniche di assoluta precisione è possibile soddisfare i requisiti in termini di lunghezza e rotondità richiesti dal processo produttivo in continuo, sette giorni alla settimana, 24 ore al giorno.


Il processo di stampa
La moderna macchina da stampa ad elevata velocità raggiunge i 1000 mpm, con larghezza da 2,6 a 3,4 metri.
L'anima in cartone deve sostenere un peso di 6 tonnellate su corti di­spositivi di serraggio dei mandrini, che roteano ad elevate velocità, senza dar luogo a vibrazioni o "oscillazioni".
Nelle moderne macchine da stampa il processo di svolgimento della carta richiede un'anima in cartone di notevole resistenza, caratterizzata da tolleranze estremamente precise per quanto riguarda la rettilinearità e la rotondità. Se tali specifiche non vengono soddisfatte è possibile incorrere in ingenti danni economici ed in alcuni casi possono emergere rischi sotto il profilo della sicurezza.


Per soddisfare le esigenti richieste dei clienti, cartiere e stampatori, i produttori di tubi in cartone hanno sviluppato standard di rendimento che garantiscono un funzionamento sicuro delle macchine grafiche e cartarie.

 

Il prodotto riciclato

Poiché l'anima in cartone viaggia spesso in tutto il mondo unitamente ai prodotti stampati ed alle bobine di carta di cui costituisce un indi­spensabile complemento, assume una considerevole importanza la possi­bili tà di un facile recupero e reimpiego nel processo di riciclaggio.
Gli sviluppi conseguiti dai produttori di tubi in cartone unitamente alle industrie della stampa e della carta, hanno fatto dell' anima in cartone un prodotto universalmente accettato che si conforma a standard inter­nazionali e viene prontamente integrato nell'ambito di tutti gli scherni di riciclaggio della carta.


l processo o di estrusione del filo sintetico comporta l'uso di sofisticate tecnologie che comprendono il riscaldamento di miscele di resine o plastica "trascinate" attraverso piccoli fori (filiera), e quindi la conduzione del filo attraverso vari processi di "orientamento" per creare specifiche caratteristiche fisiche - si tratta del cosiddetto filo pre-orientato (P.O.Y.) o pienamente orientato (F.O.Y.). Il filo viene quindi avvolto in modo uniforme sul tubetto in cartone (chiamato anche bobina) in modo da garantire un facile svolgimento nel successivo processo di produzione. Generalmente la velocità della "filatura" si colloca tra i 3500 ed 8000 metri di filo al minuto. Il tubo in cartone è il prodotto scelto dall'industria tessile per garantire queste funzioni nell'ambito dei processi di avvolgimento, riavvolgimento o svolgimento.

 

In alcuni casi il filo avvolto ed e estruso necessita di un'ulteriore lavorazione per conferirgli particolari doti di volume, elasticità o altro, tramite una serie di processi fisici o l'accoppiamento con altri fili. Questi processi, denominati testurizzazione e torcitura/torsione, si svolgono general­mente a velocità più ridotte, tra i 500 ed i 2500 mpm, e richiedono tubetti con diverse caratteristiche rispetto alla bobina per filatura.
Analogamente il tubetto o cono in cartone è il prodotto utilizzato per le fibre naturali, cotone lana. Le velocità sono inferiori, tuttavia le carat­teristiche del tubo cono devono garantire una precisione particolarmente elevata, come accade per le fibre chimiche.


Filatura ad alta velocità
Il processo di filatura varia lievemente in relazione ai diversi fili. Il filo “POY". per abbigliamento necessita di bobine in cartone m grado di operare a velocità fino a 8000 mpm, ossia con una velocità di superficie del tubo pari a 300 km/h.
L'intreccio automatico delle microfibre che compongono il filo sintetico, viene realizzato dirigendo con un getto d'aria il filo verso un intaglio prendifilo appositamente realizzato nel tubo in cartone. Questo intaglio, che misura mediamente tra 0,1 e 0,8 mm., cattura il filo e ne permette il corretto avvolgimento. Qualsiasi variazione della posizione di questo intaglio può causare un errore di alimentazione del filo e quindi un calo di produttività della macchina.

 

Il posizionamento dell'intaglio prendifilo dipende dalla lunghezza di ciascun tubetto e dal numero di tubetti collocati uno adiacente all'altro sullo stesso mandrino della macchina. Le tolleranze sulla lunghezza dei tubetti sono quindi molto importanti e si misurano nell'ordine di pochi decimi di millimetro.

 

Per garantire un avvolgi mento uniforme ed una tensione costante è neces­sario che il tubetto in cartone abbia uno spessore di parete ed una rotondità molto precisi. Qualsiasi variazione può dar luogo ad un'ovalizzazione che a sua volta causa vibrazioni della bobina e rischi di esplosione.

 

Infine la produzione di filati microscopici richiede che tutte le superfici del tubetto siano particolarmente lisce e prive di asperità. Lo strato esterno di carta deve essere estremamente liscio e deve altresì costituire una barriera nei confronti dei particolari oli che vengono utilizzati come lubrificanti nel processo di filatura.

 

Durante il trasporto dei filati nelle varie fa i di lavorazione, i fili non devono mai entrare in contatto con altri materiali. Il tubetto in cartone svolge sempre la funzione di supporto protettivo, finché, ancora una volta, diviene parte integrante del successivo processo produttivo.

 

Testurizzazione
Nel processo di testurizzazione il tubetto opera a velocita comprese tra 500-250 mpm. Le specifiche relative alle velocità di rotazione differiscono pertanto da quelle dei tubetti per filatura ad alta velocita, tuttavia per qualsiasi altro aspetto gli standard qualitativi sono altrettanto importanti, E' essenziale che il tubetto ruoti dolcemente affinché non si verifichino variazioni nella tensione del filo oppure anomalie nelle spire di av­volgimento dello stesso sulla superficie della bobina. Anche le carat­teristiche di lunghezza e finitura superficiale rivestono una considerevole importanza.
In ragione delle più ridotte velocità operative, il tubetto per testuriz­zazione può essere riutilizzato più volte, a seconda del tipo di filo da tra­sformare.


Svolgimento
Il tubo diventa elemento integrante anche nel processo di svolgimento del filo nelle successi e lavorazioni di testurizzazione, tessitura e maglieria. Elevati standard di rotondità, finitura superficiale e uniformità di rota­zione assumono rilievo anche in questo processo.
Da queste descrizioni emerge come in pratica il tubetto in cartone sia oggi elemento integrante delle macchine.
La qualità e le specifiche del tubo in cartone non corrispondono a quelle di un imballaggio. Il tubetto in cartone per uso tessile viene considerato ed accettato come prodotto a livello internazionale e, lo affermiamo con vigore, continuerà ad essere un prodotto a tutti gli effetti.


Sin dagli anni 50 lo sviluppo dell'industria dei film plastici è stato sensazionale, sia in termini di volume che di evoluzione tecnica. Dalla semplice pellicola "mono-polimerica" dei primi tempi si è passati all'attuale gamma di pellicole accoppiate o estruse a più strati che vengono utilizzate in diversi settori, da quello alimentare, agli imballaggi da trasporto, all'elettronica, ai video, al settore medico ed in generale per un'ampia gamma di prodotti umidi o secchi. Il loro utilizzo è diffuso in eguale misura nell’imballaggio sia di tipo industriale che domestico.


La produzione della pellicola viene effettuata attraverso processi di "soffiaggio" o "estrusione".


La domanda di anime in cartone per film plastici varia considerevolmente. Si va dall'anima che supporta, e da cui si srotola, il prodotto per uso domestico all'anima che costituisce parte integrante del processo industriale per la produzione di una "micro" pellicola per l'industria elettronica. In quest'ultimo settore, la superficie del tubo assume un'im­portanza assai critica, così come lo è la resistenza allo schiacciamento nel caso di film con elevate caratteristiche di  "elasticità".


Il tubo in cartone per film plastici soddisfa tutte queste esigenze e per alcuni aspetti presenta spiccate similitudini con i tubi per cartiera. Le anime si inseriscono nelle macchine per la produzione di pellicole di grandi dimensioni e trasportano pesanti bobine sui dispositivi” di serraggio dei “mandrini" inseriti all'estremità dell'anima in cartone, il cui posizionamento è di considerevole importanza per garantire un avvolgimento uniforme del film sulla bobina.


La qualità dell'anima per film plastico e le relative specifiche variano in misura considerevole e dipendono dal tipo di film nonché dai requisiti del processo di produzione dello stesso.
Ecco, ad esempio, alcuni requisiti chiave:

Pellicola PET
Questo materiale viene utilizzate principalmente nell'elettronica ad elevata tecnologia e nell'industria dei video film. Il processo di produzione richiede che i tubi abbiano una superficie liscia, siano della giusta lunghezza e rotondità. Essi devono essere privi di polvere ed una eventuale patinatura della superficie deve conferire una finitura "tipo vetro" ed essere compatibile con il riciclaggio della carta.

 

Polipropilene
Questo segmento di mercato spazia dalla produzione del film, alla stampa o trasformazione. La pellicola passa quindi al settore alimentare o industriale per essere utilizzata come imballaggio. Per ogni anello della catena l'anima in cartone costituisce parte integrante dei processo i di produzione e delle relative macchine.
I vari procedimenti di stampa e trasformazione necessitano di tubi realizzati secondo particolari caratteristiche in termini di lunghezza, ro­tondità e resistenza, garantendo altresì l'igienicità della produzione e del confezionamento.


Polietilene (pellicola retraibile)
Questo tipo di film richiede al tubo (oltre alle caratteristiche precedentemente elencate) una considerevole resistenza allo schiacciamento. Tale esigenza è data dalla necessità di far fronte all'elevatissima pressione che questa pellicola "elastica" produce.
Il film retraibile viene utilizzato nei settori dell'industria o della distribu­zione. Le bobine di pellicola sono generalmente utilizzate su macchine per l'imballaggio automatiche o semiautomatiche.


Accoppiati
I film plastici possono essere utilizzati anche come accoppiati.
Per il processo di accoppiamento i requisiti dei tubi sono analoghi a quel­li precedentemente indicati.


Grazie ad un continuo processo innovativo l'industria produttrice di tubi in cartone è sempre tata in grado di soddisfare le diverse esigenze poste da un'ampia gamma di film plastici, sia per i produttori di questo materiale, sia per gli utenti della trasformazione e dell'imballaggio.

In Europa ed in tutto il mondo l'industria edile utilizza comunemente colonne rotonde di supporto. Per dare forma alle colonne sono stati utilizzati per molti anni tubi in acciaio che, dopo la gettata di cemento armato, dovevano essere aperti, rimossi e puliti. I tubi in acciaio sono costosi, necessitano di pesanti attrezzature per il sollevamento ed il loro utilizzo è estremamente limitato. Inoltre il processo di pulitura tra le diverse gettate di cemento ha una durata considerevole ed il detergente chimico che viene utilizzato può essere causa di problemi ambientali.


il tubo in cartone per uso edile fu sviluppato nel 1947. Nell'ultimo decennio, l'appetibilità eli questo prodotto ed il relativo utilizzo hanno subito un notevole incremento in tutta Europa. Questo prodotto è estremamente flessibile per quanto concerne le dimensioni, potendo raggiungere i 15 metri di lunghezza ed un diametro di 1,2 metri. Essendo leggero può essere agevolmente sollevato con semplici metodi manuali. Questo prodotto, realizzato al 95% con carta riciclata, può essere smaltito con facilità dopo l'utilizzo, essendo interamente riciclabile.


Produzione
Realizzati quasi interamente in carta riciclata (95%) ed una parte di colle, i tubi sono avvolti a spirale su anime metalliche (mandrini) le cui dimensioni variano da (3") 75 mm. a (50") 1,2 m. Lo strato interno del tubo è costituito da un accoppiato con un ottile strato di plastica oppure da una speciale carta resistente all'umidità, Questo strato protettivo garantisce che l'umidità del cemento non penetri nella parete in cartone del tubo (la pellicola è talmente leggera da non compromettere la riciclabilità del tubo).
La parete del tubo è realizzata con normale cartone riciclato di bassa qualità, con uno strato esterno di carta (generalmente kraft) di un particolare colore che garantisce una maggiore sicurezza nel cantiere. Il peso del tubo in cartone è pari al 17% dello stesso prodotto in acciaio e ciò consente un considerevole risparmio in termini di trasporto, sollevamento e smantellamento del tubo. Le specifiche del tubo sono conformi ai normali standard edili e di ingegneria civile.


Uno viluppo recente e rappresentato dal tubo in cartone per colonne quadrate di cemento, realizzabile attraverso l'inserimento di una forma quadrata all'interno del tubo rotondo. Questo prodotto consente un sollevamento flessibile e veloce con l’ausilio di supporti in legno e non necessita di un processo di pulitura. Realizzato al 95% con cartone riciclato esso rappresenta un eccellente sbocco per riutilizzo di fibre di carta o legno.

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