GOFFRATURA

GOFFRATURA (dal fr. gaufrer)

È l'impronta permanente di un disegno a rilievo ottenuta su materie cedevoli per mezzo di una pressione. Le materie che si sottopongono a goffratura hanno prima dell'operazione una superficie liscia: dopo l'operazione una superficie a rilievo dipendente dalla natura del disegno impressovi. Si goffrano i tessuti, la carta, il cuoio, il legno, la gomma, i metalli dolci ridotti in lamine sottili come la stagnola, l'alluminio laminato; in generale tutte le sostanze suscettibili di deformazioni permanenti nella loro massa o fibra senza pericolo di rotture. Si fa ricorso alla goffratura a diversi fini: per abbellire la superficie di una materia istoriandola con disegni visibili alla luce ordinaria per riflessione; per imprimere su una materia una marca di fabbrica o un disegno di piccole dimensioni (si applica solo alla carta: filigrana artificiale); per imitare nella materia che si goffra l'aspetto di una materia più pregevole che debba il suo pregio a qualità naturali (goffratura delle dermoidi e dei cartoni per imitare rispettivamente le pelli e i cuoi; goffratura delle pelli e dei cuoi bovini per imitare le pelli più pregiate di serpente, coccodrillo, foca, ecc.); per conferire alla superficie di una materia qualità meccaniche determinate in vista di un uso speciale (goffratura della carta da filtri per impedirne, una volta bagnata, l'aderenza alla superficie d'appoggio).

La goffratura venne in un primo tempo praticata per mezzo di torchi. Si appoggiava la materia da goffrare su di un piano levigato rigido e duro premendovi sopra il disegno inciso a rilievo su una placca di rame o di acciaio fino a debita penetrazione delle sporgenze del disegno stesso nello spessore. Certe vecchie legature di libri in tela, pelle o anche legno erano appunto così ottenute. È da notare però che con questo procedimento il rovescio del foglio goffrato rimaneva piano, ammenoché non si facesse ricorso alla contromatrice coniugata con la matrice.

La fase più propriamente industriale della goffratura s'iniziò con la comparsa verso la metà del see. XIX delle macchine rotative. Con queste non soltanto si raggiunsero subito produzioni altamente remunerative, ma fu anche possibile introdurre importanti variazioni al procedimento tecnologico primitivo della pressione su fondo duro, ottenendo con materie adatte l'impressione anche sul rovescio senza ricorrere alla contromatrice coniugata con la matrice. La goffratura su rotativa (l'unica oggi industrialmente praticata) richiede che la materia da trattare sia ridotta in forma di nastro relativamente alla dimensione di larghezza.

La classificazione tecnologica dei procedimenti di goffratura, fonte di differenze costruttive importanti nelle macchine goffratrici, è la seguente:

1. Goffratura su di una sola faccia con rovescio piano, ottenuta mediante pressione di un cilindro metallico inciso sul nastro da goffrare, contrastato sul rovescio da un cilindro metallico liscio. Si pratica solo su materie di un certo spessore e relativamente resistenti: ad es. cartoni.

2. Goffratura su di una sola faccia con rovescio piano, ottenuta mediante pressione di un cilindro metallico inciso contrastato da un cilindro non metallico che non riceve e non mantiene l'impressione. Si pratica su materie sottili (tessuti) relativamente poco resistenti, ed è possibile solo con disegni finissimi di minimo rilievo.

3. Goffratura su due facce con rovescio negativo del diritto, ottenuta mediante pressione di un cilindro metallico inciso contrastato da un cilindro non metallico, che riceve e mantiene impressione una volta prodotta. Si pratica sia su materie che possono avere un certo spessore con disegni di un certo rilievo in relazione con lo spessore medesimo (carta, tessuti), sia su materie sottili (carte veline); ed è possibile a condizione che l'incisione madre propria del cilindro metallico si mantenga sempre coniugata all'incisione impressa sul cilindro non metallico in modo da non provocare durante il lavoro la cancella zione di questa.

4. Goffratura su due facce con rovescio negativo del diritto, ottenuta con la pressione di un cilindro metallico inciso contrastato da un cilindro anch'esso metallico, inciso in modo da costituire il coniugato del primo, tenuto il debito conto dello spessore della materia da goffrare. Questo procedimento, poco frequente, è possibile e pratico solo per disegni con motivo di grande estensione (2-10 cm.) profondità notevoli d'incisione e spessori notevoli di nastro (0,5-3 mm.): si applica qualche volta alle pelli e ai cartoni.

Le macchine goffratrici sono dunque, nella loro forma più semplice, essenzialmente macchine a due cilindri rispondenti allo schema della fig. 1 in cui il cilindro a metallico inciso trascina in rotazione il cilindro b, che può essere metallico o non metallico, inciso o non inciso: il nastro da goffrare interposto e scorrente tra i due ha il proprio diritto rivolto verso il cilindro a, il proprio rovescio verso b. I particolari di costruzione di queste macchine sono, però, influenzati, oltre che dal procedimento tecnologico che si vuol seguire per goffrare, anche dalla materia che si vuole lavorare. Materie come la carta, i tessuti, la stagnola, se sono tutte all'incirca goffrabili col medesimo processo, data la loro grande differenza costitutiva presentano all'operazione esigenze secondarie diverse che non possono ignorarsi.

Goffratura dei tessuti. - I tessuti si goffrano: a) su una sola faccia (diritto), con disegno non così penetrante da rivelarsi sul rovescio; b) su una sola faccia con disegno penetrante fino a rivelarsi sul rovescio. Il poco spessore dei tessuti ordinari e la loro cedevolezza fanno sì che il primo procedimento sia possibile solo a condizione che l'incisione sia molto fine e ben poco rilevata, mentre il secondo procedimento può seguirsi per qualunque disegno di maggiori dimensioni e rilievo. Un trattamento di goffratura molto importante della prima specie, che si adopera per i tessuti di cotone, è la cosiddetta silcatura. Essa tende a ottenere che la superficie di un tessuto di cotone assuma un aspetto setoso con lucentezza vicina a quella della seta naturale. Consiste nell'imprimere sul tessuto, a caldo e presente un certo grado di umidità, delle righe vicinissime, parallele, sagomate in modo da realizzare una serie di superficie cilindriche liscie, secondo le cui generatrici di preferenza si riflette la luce diffusa dell'ambiente, dando l'impressione di una lucentezza che la superficie della materia tessile di cui è composto il tessuto, di per sé non ha (fig. 2). Queste righe sono sempre tali da non potersi facilmente distinguere a occhio nudo, e devono essere scelte con dimensioni e con passo in relazione con la natura del tessuto da trattare.

La silcatura, o silk-finish (finitura-seta) avviene per passaggio del tessuto tra un cilindro di acciaio inciso secondo quanto detto sopra e un cilindro di carta compressa o di cotone compresso, che ha la funzione di offrire una reazione perfettamente elastica al cilindro inciso. Si adoperano per la silcatura macchine per lo più a pressione idraulica, assai robuste, e capaci di realizzare una pressione che va da 300 a 900 kg. per cm. di larghezza del tessuto che si lavora (fig. 3). La superficie del cilindro inciso va portata alla temperatura di 120-180°, mediante riscaldamento a vapore, a gas, o elettrico. Il riscaldamento elettrico è oggi preferito perché presenta larga possibilità di regolazione e consente le temperature massime.

Quando si goffrano tessuti con disegno sufficientemente profondo perché appaia anche sul rovescio, la macchina goffratrice deve obbedire alla condizione che le circonferenze dei due cilindri, metallico e non metallico, stiano tra loro come numeri interi. Ciò perché a ogni giro del cilindro metallico un punto predeterminato del disegno deve esattamente ritrovarsi col punto coniugato sul cilindro non metallico, pena la distruzione dell'impressione negativa su questo cilindro, impressione che è necessaria per accogliere il tessuto nelle proprie cavità e per generare la goffratura sul rovescio. Le disposizioni più usate a questo scopo consistono nel fare (fig. 4) la circonferenza di a eguale alla metà di quella di b, oppure la circonferenza di a eguale a ¹/₃, di quella di b. Delle due la prima è preferita perché consente diametri non troppo piccoli del cilindro a pur permettendo diametri non eccessivi del cilindro b.

L'esigenza di un rapporto esatto tra le circonferenze dei cilindri nelle macchine goffratrici è così rigorosa che si è indotti a fabbricare i cilindri stessi tenendo conto anche della profondità dell'incisione, computando la circonferenza di essi cilindri sul cerchio medio tra la sommità e il fondo dell'incisione stessa e tenendo conto per il cilindro non metallico del rigurgito di materiale che avviene quando il cilindro si "forma" ruotando sotto pressione per un certo tempo (4-10 ore). Le circonferenze definitive di tornitura dei cilindri per goffratrici devono quindi essere regolate secondo la profondità del disegno che la coppia è destinata a ricevere, e in questo il costruttore dei cilindri riceve sempre istruzioni caso per caso dall'incisore.

Il cilindro non metallico di una goffratrice è quasi sempre costituito da carta fabbricata con una forte proporzione di lana (30-60%) che le conferisce qualità elastiche del tutto eccezionali. La carta di lana, se di buona qualità, ha la proprietà importante di rigonfiarsi notevolmente se bagnata con acqua leggermente acida; è perciò possibile fino a un certo limite cancellare sui cilindri di carta i segni, i guasti o le incisioni che hanno già servito, rendendo questi cilindri atti a riceverne di nuove.

Il cilindro metallico è invece sempre costituito da acciaio speciale assolutamente omogeneo, di durezza uniforme in tutta la massa e privo della più piccola traccia di venature o di scorie.

Goffratura della carta. - La carta si goffra con pressioni generalmente minori di quelle usate per i tessuti e a velocità maggiori; anche la funzione del calore ha per la carta minore importanza che non per i tessuti. Tutte le goffratrici da carta hanno cilindri a rapporto obbligato perché gli effetti di goffratura sulla carta sono quasi sempre visibili sul rovescio. Non mancano però esempî di goffratura su carta in cui l'incisione deve produrre la cosiddetta filigrana artificiale. Questa operazione consiste nell'imprimere il disegno sul diritto senza che esso appaia sul rovescio. In questo caso l'effetto è un assottigliamento dello spessore del foglio senza asporto di materia nella parte premuta, la quale parte, vista per trasparenza, si presenta più chiara e imita perciò la filigrana ottenuta con tutt'altro procedimento durante la fabbricazione del foglio nella macchina da carta. La filigrana artificiale si pratica alla goffratrice principalmente per le carte da sigarette e per le carte fini da lettera.

La goffratrice classica da carta è rappresentata alla fig. 5; la velocità massima che questa macchina può raggiungere è di circa 30 metri al minuto primo, la pressione massima non supera i 100 kg. per cm. di larghezza del foglio. Essa non differisce dall'analoga macchina per tessuti se non per qualche differenza costruttiva negli organi di entrata e di raccolta del nastro i quali organi devono essere per la carta di più sensibile regolazione che non per i tessuti.

Per carte leggiere è stata introdotta di recente nell'uso una macchina goffratrice incomparabilmente più veloce della precedente. Questa macchina ha, prima di tutto, cilindri eguali. Il superiore, come sempre, di acciaio inciso, l'inferiore di carta. Inoltre la pressione. non è elastica come in tutte le macchine finora descritte, ma rigida, cioè nessuno spostamento è permesso ai due cilindri un rispetto all'altro. Essi vengono "serrati" con conveniente pressione all'inizio del lavoro e, dopo una rettifica della pressione stessa, che si fa ai primi metri prodotti per mezzo dei volanti superiori vengono lasciati in quelle condizioni fino alla fine della partita da goffrare. L' elasticità del cilindro di carta, già ricordata, assicura una costanza della pressione abbastanza rigorosa per permettere una goffratura regolare. La caratteristica meccanica fondamentale di questa goffratrice veloce, è l'assenza di masse oscillanti o sobbalzanti per le immancabili irregolarità di superficie dei cilindri per cui è consentita senza inconvenienti una ben più grande velocità di rotazione dei medesimi e perciò una più grande velocità lineare del nastro di carta che non sia permessa con le macchine a leve. Con le goffratrici di questo tipo si raggiungono i 100 metri al minuto; e i cilindri mantengono facilmente un rapporto perfetto.

Goffratura dei cartoni e della fibra vulcanizzata. - I cartoni si goffrano in fogli per imitare in generale le pelli e su di una sola faccia. Le pressioni necessarie sono assai superiori a quelle usate per le carte ordinarie e si ricorre spesso a macchine idrauliche. Le goffratrici usate sono del tipo della fig. 3 0 di tipo affine a pressione idraulica e sempre con cilindri metallici; hanno però dispositivi diversi per l'entrata e l'uscita dei fogli. Le pressioni specifiche necessarie per la goffratura dei cartoni possono salire, quando specialmente si tratti di fibra vulcanizzata, al valore di 1000 kg. per cm. di larghezza del foglio e sono le pressioni massime raggiunte finora con macchine a cilindri per questo uso.

Come si è già accennato, i cartoni si goffrano qualche volta su due facce con cilindri metallici, entrambi incisi in modo da costituire l'uno il coniugato dell'altro. S'imitano in questo modo, p. es., le scaglie delle pelli di coccodrillo e in generale quelle pelli in cui il rilievo del disegno è così forte da non poter essere contenuto nello spessore del cartone. Con procedimento analogo, e a caldo, si goffra la celluloide in fogli.

Goffratura delle stagnole, del piombo, dell'alluminio. - Queste materie, ridotte in fogli sottili da 1/10 a 5/10 o 6/10, sono goffrabili sul diritto e rovescio (carte da cioccolatini) con macchine a modestissima pressione del tipo rappresentato nella fig. 6. Le goffratrici di questo tipo lavorano a velocità periferiche dei cilindri molto ridotte e mai superiori ai 10 metri al minuto.

Goffratura della gomma. - La goffratura di nastri di gomma continui, attuabile su macchine rotative, ha raggiunto in Italia dal 1928 a oggi un'importanza assai grande per il sorgere della fabbricazione delle scarpe di gomma da tennis provviste di suole di gomma vulcanizzata insieme con la tomaia. Le suole in questo caso sono tranciate da un nastro di gomma di larghezza non superiore ai 500 mm., il quale è goffrato in modo conveniente (antiscivolante) su quella faccia che corrisponderà alla faccia della suola rivolta verso terra. Si ricorre alla goffratura anche nella fabbricazione di tappeti di gomma e di altri oggetti.

La goffratura della gomma deve avvenire prima della vulcanizzazione la quale, com'è noto, stabilizza la forma della massa gommosa. Inoltre, essendo la gomma non vulcanizzata una massa plastica e assai cedevole, è necessario che il foglio da goffrare si formi nella goffratrice poco prima del momento in cui subirà, ancor caldo, l'impressione; e che sia poi raccolto con delicatezza da un nastro trasportatore animato da velocità conveniente, indi lasciato raffreddare. Da ultimo lo spessore dei nastri di gomma che si goffrano è di alcuni millimetri, molto superiore quindi agli spessori delle altre materie goffrabili se si eccettuano i cartoni.

Per queste ragioni le goffratrici da gomma assumono forme particolari molto differenti da quelle delle goffratrici già descritte. Un tipo ben conosciuto (fig. 7) al quale può essere affidata anche la preparazione di liste profilate, come, ad es., battistrada per pneumatici, è dato in schema alla figura 8. È formato da 4 cilindri metallici: i numeri 1, 2, 3 hanno lo stesso diametro, sono a superficie liscia e servono a laminare la massa di gomma in modo da presentarla ridotta al voluto spessore sotto il cilindro 4 che è il cilindro goffratore, generalmente di minor diametro e costruito di acciaio con superficie incisa: le distanze tra i quattro cilindri sono perfettamente regolabili. I cilindri 1, 2, 3 sono sempre costruiti di ghisa temperata durissima e rettificati a superficie speculare. La goffratura della gomma esige che i cilindri siano tutti riscaldabili con circolazione interna di vapore, alla quale si possa istantaneamente sostituire una circolazione d'acqua per raffreddare.

Il moiré. - È un effetto speciale di goffratura, ottenibile su tessuti, premendo con determinate precauzioni un tessuto contro sé medesimo, con forte pressione per lo più a caldo. Le macchine che servono a questa lavorazione non hanno che due cilindri, uno metallico, l'altro non metallico, e non differiscono sostanzialmente dalle goffratrici normali: tra i cilindri passano due tessuti indipendenti che vengono premuti insieme (fig. 9).

L'effetto moiré, ben noto perché simula talune venature del legno e imita qualche volta su tessuti vili l'effetto cangiante dei broccati e delle sete antiche, è dovuto allo schiacciamento che i fili di ordito e di trama subiscono reciprocamente per effetto della pressione. Un moiré è tanto più pregevole quanto più è fine, visibile, di ampio e regolare sviluppo; ma mentre la finezza e la visibilità dipendono in massima parte dall'armatura del tessuto che si lavora, la regolarità e l'ampiezza delle figure dipendono dall'assetto dato ai due tessuti al momento in cui sono presi insieme sotto i cilindri. I tessuti che si vogliono bene moarare debbono subire una preparazione iniziale molto accurata, consistente nel far coincidere fra loro esattamente i bordi, in modo che gli orditi corrano paralleli, e nel raddrizzare le trame a mano a mano che si accoppiano, in modo che anch'esse risultino alla loro volta parallele. Questa operazione è fatta per lo più da un operaio specializzato rinchiuso in una camera oscura in condizioni di poter vedere i due tessuti per trasparenza, grazie a una luce moderata posta dietro di essi; è l'operazione base per la buona riuscita del moiré.

Effetti speciali di goffratura. - Sotto questo nome si comprende una classe di operazioni di goffratura effettuata su sostanze diverse da quelle finora ricordate, le quali richiedono alcune varianti ai processi ordinarî del goffrare. La più importante di queste operazioni è la goffratura delle tele preparate con vernici alla cellulosa (pegamoidi, dermoidi) avente sempre lo scopo dell'imitazione delle pelli dei panni di lana, dei velluti. In tal caso s'interpone (fig. 11) tra il cilindro inciso a e il cilindro elastico b un feltro elastico generalmente di lana, continuo, di forte spessore (3-8 mm.), molto resistente alla pressione e alla laminazione che ne è la conseguenza. Il feltro, ruotando col cilindro b, offre al tessuto già verniciato un appoggio cedevole e con qualità elastiche superiori a quelle proprie del cilindro stesso di carta lana compressa, cosicché l'effetto di goffraggio diviene blando, quale conviene alla delicatezza della vernice che deve riceverlo e conservarlo.