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Come scegliere il tubo in cartone giusto
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Parti dall’applicazione, non dal catalogo
Un tubo in cartone fa sempre una di tre cose: porta una bobina che lo stringe (film, nastri), porta un peso che lo schiaccia e lo flette (carta, metalli, tessili pesanti) oppure contiene o protegge (spedizione, casseri). La prima domanda è quale delle tre.
| Se il tubo… | conta soprattutto | prova da chiedere |
|---|---|---|
| porta una bobina di film elastico | resistenza radiale e rigidezza del Ø interno | radial crush in bar, CCTI T-158 o T-159 |
| porta bobine pesanti e larghe | schiacciamento piatto, flessione, velocità critica | flat crush ISO 11093-9, flessione ISO 11093-6 |
| si taglia con il rotolo (nastri, etichette) | qualità del taglio, polvere | flat crush e prova di taglio |
| torna indietro e si riusa | cicli, umidità, pulizia | confronto con la plastica, costo per uso |
Com’è fatto un tubo in cartone
Un tubo in cartone nasce da strisce di cartone avvolte attorno a un’asta d’acciaio e incollate strato su strato. Nell’avvolgimento a spirale le strisce entrano inclinate rispetto all’asse: le giunte corrono a elica e si sfalsano da uno strato all’altro. Il tubo esce in continuo e si taglia alla lunghezza voluta. Nell’avvolgimento parallelo, o convoluto, un foglio si arrotola in strati concentrici e la lunghezza è limitata dalla larghezza del foglio.
Il produttore regola quattro leve: numero di strati, qualità del cartone, angolo di avvolgimento e tipo di colla, di solito a base acqua. Sono le stesse leve che spostano resistenza, rigidezza e finitura. Per questo due tubi con la stessa misura possono comportarsi in modo diverso sotto la stessa bobina.
I 7 dati da dare al fornitore
- Diametro interno con tolleranza: per la ISO 13542 la tolleranza è solo in più (+1,2 mm sul 76 mm). Vedi la tabella dei diametri e delle tolleranze.
- Spessore di parete o diametro esterno (De = Di + 2 × parete).
- Lunghezza con tolleranza e tipo di taglio (sega, lama, tornio).
- Resistenza minima con il metodo: flat crush ISO 11093-9 in kN/m o N/100 mm; per i film anche radial crush in bar con il metodo T-158 o T-159 (come si leggono flat crush e radial crush).
- Umidità massima alla consegna, di solito 6–8%, misurata in forno (perché l’umidità conta così tanto).
- Finiture: bordi (standard, smussati, intagliati), superficie interna (liscia, rigata), carta esterna.
- Imballo: pallet, telaio, pezzi per collo. Il dato che occupa spazio è il diametro esterno: come si imballano e si caricano i tubi.
La regola del Prof
Gli errori che costano una bobina
- Specificare solo il flat crush per un mandrino da film. Il flat crush reagisce poco alle variabili che contano per il radiale: due tubi con lo stesso flat crush possono avere resistenze radiali molto diverse.
- Dimenticare l’umidità del magazzino. Un punto di umidità in più costa circa il 12% di rigidezza del diametro interno. Il tubo segue l’aria in cui vive, non quella in cui è nato.
- Approvare un mandrino appena uscito dalla linea. Sotto film cast il cedimento arriva tipicamente entro 72 ore, sotto film blown fra 7 e 14 giorni. Si ricontrolla a 72 ore e a 14 giorni.
- Confrontare fornitori con campioni di età diversa. Un tubo appena prodotto è più debole di uno stagionato: il confronto ha senso solo a parità di età e umidità.
- Asciugare troppo. Sotto il 4–5% di umidità la carta diventa fragile.
Rettilineità e aggancio: i due dati che si dimenticano
Sulle macchine veloci il tubo deve essere dritto. Un tubo curvo gira eccentrico, vibra e può segnare il materiale. La ISO 11093-5 misura proprio l’eccentricità del tubo in rotazione: se il tubo è lungo o la macchina corre, chiedi un limite di rettilineità o di rotazione concentrica.
Il secondo dato è l’aggancio alle estremità. In avvolgimento e svolgimento le teste dentate, o pinole, trasmettono la coppia di avvio e frenata. Se la parete è debole i denti strappano la carta e il tubo gira a vuoto: in inglese si chiama chew-out e si misura con una prova di coppia sulle estremità. Se lavori a pinole, comunica al fornitore tipo di testa e coppia massima.
Da cosa dipende il prezzo di un tubo
Il tubo si vende al pezzo o al metro, ma il costo segue i chili di carta: diametro e parete decidono il peso, la qualità del cartone decide il prezzo al chilo. Poi contano lunghezza e tolleranze di taglio, finiture, quantità, imballo e trasporto. Per questo un grado di cartone più forte può costare meno di un millimetro di parete in più: confrontali nel Lab.
Domande frequenti
Che differenza c’è tra tubo, anima e mandrino in cartone?
È lo stesso oggetto chiamato in tre modi. "Tubo" è il termine generale; "anima" si usa quando il tubo sta al centro di una bobina; "mandrino" è il nome tecnico dell’anima su cui si avvolge il materiale. In inglese si dice core, in francese mandrin, in tedesco Hülse.
Tubo spiralato o parallelo: quando scegliere l’uno o l’altro?
Lo spiralato avvolge le strisce di cartone a elica ed è il più diffuso: si produce in continuo, in qualsiasi lunghezza. Il parallelo (convoluto) avvolge il cartone in strati concentrici: è più rigido a flessione e ha superfici più lisce, ma costa di più ed è limitato in lunghezza. Per bobine di film e carta lo spiralato è lo standard.
Come scelgo lo spessore di parete giusto?
Si parte dalla resistenza che serve, non dallo spessore. Per i film conta la resistenza radiale, cioè quanto il tubo regge la stretta della bobina; per bobine pesanti contano lo schiacciamento piatto e la flessione. Il calcolatore "Quanta parete serve davvero" del ROLL Lab dà lo spessore minimo per un obiettivo di resistenza.
Quali dati devo dare al fornitore per ordinare un tubo in cartone?
Sette dati: diametro interno con tolleranza, spessore di parete (o diametro esterno), lunghezza con tolleranza, resistenza minima con il metodo di prova (flat crush ISO 11093-9, radial crush CCTI T-158 o T-159), umidità massima alla consegna, finitura dei bordi e della superficie, imballo. Senza il metodo di prova, un numero di resistenza non è confrontabile.
Tubo da 3 pollici o da 6 pollici: cosa cambia?
Il 3" (76 mm di diametro interno) è lo standard per film, nastri e molte carte; il 6" (152 mm) per bobine grandi e pesanti, macchine ad alta velocità e carta. A parità di parete un 6" ha una resistenza radiale più bassa di un 3", perché il diametro è doppio: va dimensionato con più parete o cartone più forte.
Si possono riutilizzare i tubi in cartone?
Sì, se tornano integri, asciutti e senza schiacciamenti del diametro interno. Nella pratica il cartone si usa una volta e poi si ricicla; i tubi in plastica, secondo l’esperienza raccolta dal ROLL Lab, arrivano a 3–35 cicli a seconda del materiale.
Perché un tubo "uguale" comprato da un altro fornitore si rompe?
Perché "uguale" spesso vuol dire solo stesso diametro e stesso flat crush. Due tubi con lo stesso flat crush possono avere resistenze radiali molto diverse, e contano anche l’umidità alla consegna e l’età del tubo. Un confronto ha senso solo a parità di metodo di prova, umidità ed età.
Cosa fa variare il prezzo di un tubo in cartone?
Il peso della carta (diametro e parete), la qualità del cartone, la lunghezza e le tolleranze di taglio, le finiture, le quantità, l’imballo e il trasporto. Il tubo si vende di solito al pezzo o al metro, ma il suo costo segue i kg di carta.
Fonti
- ISO 13542:2006 — diametri interni dei tubi per bobine
- ISO 11093-9 — resistenza allo schiacciamento piatto
- CCTI T-158, T-159 — radial crush
- Osservatorio Packaging (Università di Bologna), scheda «Avvolgimento a spirale»; W. Soroka, Fundamentals of Packaging Technology, 5ª ed., IoPP 2014
- ISO 11093-5 — rotazione concentrica
- Brevetto US 5,379,648 (1995), prova di chew-out delle anime in cartone
- Elaborazione ROLL Lab
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