IT201800006996A1 - Accoppiato termolaminato in “monomateriale” a base di polietilene per imballaggi flessibili riciclabili - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“ACCOPPIATO TERMOLAMINATO IN “MONOMATERIALE” A BASE DI POLIETILENE PER IMBALLAGGI FLESSIBILI RICICLABILI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un accoppiato flessibile termolaminato (laminated film), del tipo “mono-materiale” e completamente riciclabile, formato da

- una pellicola di film coestruso non orientato, a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene,

accoppiato ad

- una pellicola di film plastico flessibile di supporto costituito da uno o più strati di polietilene orientato, opzionalmente rivestita superficialmente, ad esempio stampato e/o metallizzato e/o con laccatura tipo PVOH (polivinilalcol), PVDC (polivinilidencloruro), rivestimenti ceramici a base di SiOx, a base di Al2Ox, laccature con cellulosa e simili,

dove le due pellicole accoppiate sono aderite una all’altra mediante semplice termo-laminazione senza l’impiego di colle.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un accoppiato termo-laminato, come sopra definito, in cui la pellicola di film plastico di supporto in polietilene è una pellicola estrusa in bolla, opzionalmente stirata monoassialmente e/o irradiata.

L’imballaggio ha notoriamente molteplici ruoli legati alla protezione e conservazione dell’alimento, ma è da tempo diventato anche un importante veicolo pubblicitario e in qualche caso il principale promotore della vendita stessa del prodotto contenuto, grazie da un lato alla possibilità di ricorrere alla stampa che riproduce invitanti immagini sulla confezione stessa, dall’altro grazie alla possibilità di realizzare confezioni ad elevata trasparenza e brillantezza.

Nel caso di imballaggio di prodotti alimentari la legislazione vigente richiede che gli inchiostri delle superfici stampate non siano direttamente a contatto con il prodotto alimentare (REGOLAMENTO (CE) N. 2023/2006 del 22 dicembre 2006 - Punto 3 dell’allegato).

Questo ha portato a stampare la superficie esterna dell’imballaggio risultando però soggetta a graffi e abrasioni durante la normale manipolazione delle confezioni.

Per proteggere la stampa (o altri tipi di coating) si può ricorrere all’impiego di una seconda pellicola incollata sopra la superficie stampata in modo da racchiudere l’inchiostro, a sandwich, tra i due film ottenendo una stampa interna.

Questo tipo di accoppiato stampato è particolarmente impiegato come film di chiusura (top) di vaschette in plastica, ed è costituito generalmente da un film di supporto stampato accoppiato ad un film saldante in PE (destinato al contatto diretto con la vaschetta su cui l’accoppiato verrà saldato), dove detto film di supporto è realizzato in PET, PP, PA bi-orientati (non di riciclo) grazie alla loro elevata trasparenza, brillantezza e resistenza termica.

Da tempo il riciclo del materiale da imballaggio è stato indicato dalla comunità europea come una delle forme di recupero del materiale di scarto (secondo la norma tecnica UNI EN 13430:2005 Imballaggi – Requisiti per imballaggi recuperabili per riciclo di materiali).

Ultimamente però la pressione per incentivare l’utilizzo del riciclo in sostituzione del recupero per termovalorizzazione è stata davvero imponente, dal momento che la stessa comunità Europea ha stabilito che entro il 2030 tutti gli imballaggi in plastica dovranno essere riciclabili. (Strategia europea per la plastica nell’economia circolare – Comunicazione della commissione Europea del 16/1/2018 SWD (2018) 16 Final).

Tuttavia, i film attualmente più utilizzati per gli imballaggi flessibili sono accoppiati multistrato di polimeri completamente diversi tra loro e non compatibili tra loro, come ad esempio PET bi-orientato accoppiato con PE, PP bi-orientato accoppiato con PE, PA bi-orientata accoppiata con PE.

Il motivo dell’impiego di materiali non compatibili risiede nel fatto che per ottenere una combinazione di varie funzionalità in un unico film occorre combinare polimeri diversi per caratteristiche e prestazioni, e che, purtroppo sono anche poco compatibili tra di loro: ad esempio, il polietilene non viene attualmente utilizzato come strato di supporto perché ha una minore resistenza termica rispetto al PET, PP e PA (questi aventi tutti resistenza termica superiore a 150°C) tale da non consentirgli di essere messo direttamente a contatto con le barre saldanti senza incorrere nel pericolo di fusione e appiccicamento.

Inoltre, il PE ha normalmente una brillantezza insufficiente e non paragonabile a quella dei suddetti polimeri bi-orientati.

D’altro canto, il PET, PP e PA non sono adatti ad essere utilizzati da soli come film flessibili per imballaggio perché soffrono di limiti prestazionali quali fragilità, resistenza all’impatto, scarsa tenuta della saldatura, facilità di lacerazione, ecc. che solo il polietilene è in grado di superare.

Se poi l’accoppiamento avviene per mezzo di adesivi poliuretanici bicomponenti, con o senza solvente, alla molteplicità dei polimeri presenti nella struttura dei laminati noti, si aggiunge la presenza di un terzo componente indesiderato in qualunque processo di riciclo dell’imballaggio: gli adesivi.

La domanda di brevetto WO2016050686, a nome della Richiedente, descrive un processo di formazione di un accoppiato mediante termo-laminazione senza colle, sfruttando solo pressione e temperature per accoppiare film di supporto in PET, PP, o PA bi-orientati con una pellicola co-estrusa a base di PE per realizzare una struttura di laminato per imballaggi flessibili per alimenti.

Alla luce delle nuove necessità di riciclo/smaltimento degli imballaggi alimentari, sarebbe quindi altamente auspicabile avere a disposizione un imballaggio che mostri proprietà simili a quelle degli accoppiati multistrato noti nell’arte per lo stesso utilizzo, ma che sia più facilmente re-estrudibile per essere completamente riciclabile.

È da notare che i materiali ottenuti dal riciclo di polimeri plastici possono mostrare indesiderati inestetismi e/o difetti superficiali, quali ad esempio puntini/infusi, dovuti al fatto che si fondono insieme articoli costituiti da multistrato-multimateriali aventi reologia e comportamento termoplastico diversi tra loro: pertanto è anche altamente desiderabile avere a disposizione un imballaggio formato da più strati simili che una volta macinato e re-estruso si fonda a formare una sola fase (fase omogenea).

Scopo della presente invenzione è quello di superare, almeno in parte, gli svantaggi della tecnica nota fornendo un accoppiato, opzionalmente con stampa interna (a sandwich tra due film), adatto ma non limitato all’uso alimentare, ad esempio adatto come film di chiusura (top) di vaschette, film per buste o per manufatti simili, che sia altamente riciclabile per avere un sempre più ridotto impatto ambientale.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ottenere un tale accoppiato, in particolare che una volta macinato e re-estruso si fonda a formare una sola fase (fase omogenea), che mostri una buona trasparenza complessiva come richiesto ai film per imballaggi alimentari, e che sia privo di inestetismi o difetti superficiali quali bollicine, e che abbia prestazioni meccaniche e di processabilità analoghe a quelle dei film realizzati con materiali vergini così da rispondere ai requisiti del mercato degli imballaggi flessibili e da poter essere utilizzato su macchine confezionatrici tradizionali, senza alcuna loro specifica modifica.

Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ottenere un tale accoppiato stampato per mezzo di un processo produttivo in continuo che sia semplice, economico, e conveniente.

Altro ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ridurre l’impatto ambientale connesso all’imballaggio che comprende il suddetto accoppiato, perché viene eliminato l’utilizzo di colle ed eventuali solventi di accoppiamento, abbondantemente rilasciati in atmosfera durante il processo di accoppiamento. Ancora un altro ulteriore scopo della presente invenzione è quello di migliorare la sicurezza alimentare per il consumatore, dal momento che si esclude l’utilizzo di solventi di accoppiamento (non esiste quindi la problematica della ritenzione del solvente, ben nota a chi accoppia con colle a solvente) così come si elimina il rischio della formazione delle ammine aromatiche, sospette cancerogene e potenzialmente migranti nell’alimento (la legislazione vigente - Regolamento (CE) 10/2011, punto 2 dell’allegato II ne limita chiaramente la migrazione nell’alimento).

Da precisare che l’eccesso di solvente residuo negli accoppiati con adesivi a solvente, oltre a rappresentare un rischio di modificazione delle proprietà organolettiche dell’eventuale alimento contenuto, essendo i solventi sempre molto aggressivi dal punto di vista olfattivo nei confronti degli alimenti, costituisce anche una potenziale causa di delaminazione dei due film accoppiati con conseguente gravi conseguenze per la confezione realizzata.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dall’accoppiato in accordo all’invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Un oggetto della presente invenzione riguarda un accoppiato termolaminato, normalmente di tipo flessibile, particolarmente adatto ad essere avvolto in bobina e ad essere impiegato come film di chiusura (top) di vaschette alimentari, come film per buste o per manufatti simili, e che può racchiudere, opzionalmente, al suo interno una stampa e/o un coating differente dalla stampa.

In pratica l’oggetto della presente invenzione è un imballaggio flessibile opzionalmente con un coating e/o stampa interna, comprendente un accoppiato tra due film (pellicole) a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene ed aderendo tra loro in maniera permanente per semplice termo-laminazione senza l’impiego di colle.

L’accoppiato oggetto della presente invenzione è quindi costituito da almeno due film, di cui uno di supporto, entrambi in PE in tutte le sue varianti contenenti anche copolimeri che però sono ben compatibili con il polietilene stesso, e.g. EVA, come verrà indicato qui di seguito in dettaglio.

Con il termine “compatibilità” qui si intende che due polimeri possono essere co-estrusi in un impianto tradizionale di co-estrusione e restare saldamente legati/fusi uno sull’altro, all’interfaccia, senza bisogno di un adesivo o un legante specifico: di fatto due materiali sono tanto più incompatibili quanto più facilmente i due strati dei due materiali a contatto possono essere separati manualmente nel prodotto realizzato.

Anche se ad oggi non esiste una norma tecnica che stabilisca quale composizione deve avere un manufatto per essere considerato riciclabile, cioè non esiste un riferimento che precisi in quale percentuale due o più componenti debbano essere miscelati perché il prodotto ottenuto dalla loro macinazione e reestrusione possa generare un nuovo prodotto accettabile dal mercato per l’uso cui è destinato, la Richiedente ha trovato attraverso studi e sperimentazioni che:

- la riciclabilità è tanto maggiore quanto più un imballaggio è costituito da strati simili, altamente compatibili tra di loro;

- due componenti sono altamente incompatibili quando la loro miscelazione non porta mai ad una unica fase omogenea ma a due fasi ben distinguibili (osservabili per esempio attraverso analisi morfologica con microscopio elettronico, e.g. SEM) oppure, nel caso in cui un componente fosse presente in quantità molto inferiori rispetto all’altro, ad una matrice principale in cui sono dispersi degli aggregati di dimensioni variabili che interagiscono con la radiazione visibile, limitando quindi la trasparenza del film.

Di fatto, durante la formazione della bolla, il film di supporto subisce un leggero stretching/stiro fisiologico (orientazione trasversale), grazie al fatto che nella sezione di estrusione in bolla si ha un raggio della circonferenza della bolla superiore al raggio della testa di estrusione e il rapporto tra queste due grandezze è definito BUR (blown-up ratio).

In aggiunta, la Richiedente ha anche trovato che se il polietilene estruso in bolla è un polietilene ad elevata densità (>0.935g/cm<3>) è possibile ottenere un film di supporto avente anche una buona rigidità, anche paragonabile a quella di film di supporto in PET, PA, PP e comunque sufficiente ad assicurarne la macchinabilità su tradizionali impianti di confezionamento con una trasparenza e brillantezza accettabili.

La Richiedente ha poi osservato che tale film di supporto come sopra definito può essere vantaggiosamente accoppiato per termo-laminazione ad una pellicola, anche di tipo co-estruso multistrato, tutta a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene dotata di uno strato saldante (cioè lo strato che sarà a contatto con il contenuto dell’imballo) con punto di rammollimento inferiore a 100°C così da realizzare un accoppiato PE-PE senza alcuna colla, completamente riciclabile e adatto ad essere utilizzato nelle tradizionali macchine di confezionamento.

L’accoppiato risultante ha quindi il principale vantaggio di essere costituito sostanzialmente da un unico materiale (polietilene), i.e. PE in tutte le sue varianti contenenti anche copolimeri che però sono ben compatibili con il polietilene stesso, e di essere pertanto classificabile, secondo il codice di riciclaggio prevista dalla Direttiva CE 94/62, come Polietilene a bassa densità LDPE o PE-LD con codice 04 o come polietilene a alta densità HD-PE con codice 02 a seconda del valore di densità medio che si ottiene nel termolaminato e non come 07, quest’ultimo codice indentificando tutti gli altri materiali in Plastica, non riciclabile.

Il presente accoppiato è pertanto formato da

- un film plastico flessibile coestruso, multistrato e non orientato, svolgibile da una bobina, e avente due lati contrapposti, ciascuno a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene, detto film co-estruso non contenente rivestimenti metallici, strati metallici e/o stampe,

accoppiato mediante termo-laminazione ad

- un film plastico flessibile di supporto co-estruso in bolla, opzionalmente stirato e/o irradiato, costituito da uno strato o più strati di polietilene, e opzionalmente avente una superficie rivestita (coating) e/o lavorata, ad esempio stampata e/o con laccatura, preferibilmente almeno stampata.

Con il termine film “a base di polietilene” qui si intende identificare un materiale polimerico avente un contenuto di polietilene omo-polimero molto alto, ad esempio maggiore del 50% in peso rispetto a peso totale del materiale fino ad un contenuto pari al 100% di polietilene omopolimero, e comunque un contenuto tale da poter considerare il materiale come un “mono-materiale”.

Con il termine “film a base di copolimeri di etilene” qui si intende identificare un materiale polimerico o miscele di materiali polimerici aventi un contenuto complessivo di monomero etilenico molto alto, ad esempio maggiore del 50% rispetto al contenuto totale di monomeri, e comunque tale da poter essere considerato un “mono-materiale”.

La Richiedente ha poi trovato che un trattamento superficiale che ossida e modifica la superficie, quali il trattamento corona (o a plasma), applicato su entrambi i lati destinati ad incollarsi l’uno sull’altro dei due film che vengono a contatto è particolarmente vantaggioso in quanto contribuisce fortemente in questa tecnica di termolaminazione ad incrementare in modo sostanziale l’adesione tra i due film, aspetto di notevole importanza nelle proprietà del manufatto finito.

Relativamente al film di supporto in polietilene, con il termine “orientato” qui si intende identificare

- un grado di orientazione blando prevalentemente in direzione macchina, ma in parte anche in direzione trasversale, come quello ottenibile durante l’estrusione in bolla che prevede determinati rapporti di stiro, e con il termine “stirato”

- un orientamento di grado maggiore ma monodirezionale, ad esempio come quello ottenibile in apposita macchina di stiro (MDO) utilizzando il processo e l’impianto descritti nella domanda italiana di brevetto No.

102017000085388 a nome della Richiedente, qui incorporata integralmente per riferimento.

Pertanto, l’orientamento del PE del presente film plastico di supporto è dovuto almeno alla co-estrusione in bolla, anche se l’eventuale successivo trattamento di stiro conferisce un ulteriore miglioramento della proprietà come verrà spiegato qui di seguito in dettaglio.

È da notare che il film di supporto in polietilene (PE) può essere anche opzionalmente irradiato in quanto, come verrà spiegato di seguito in dettaglio, è stato trovato che l’irraggiamento con radiazioni ionizzanti aumenta ancor di più la resistenza termica del PE estruso in bolla e del PE sottoposto a stretching: l’irraggiamento verrà preferibilmente eseguito sul lato del film di supporto opposto a quello che verrà termolaminato al film coestruso 4.

La migliorata resistenza termica del film di supporto in PE della presente invenzione fa sì che quando l’accoppiato in accordo alla presente invenzione entrerà a contatto con le barre saldanti per saldare l’accoppiato a copertura della vaschetta, tale film di supporto si troverà a contatto con le barre saldanti ma non rammollirà e non si appiccicherà ad esse.

Il presente accoppiato è anche caratterizzato dal fatto di essere un imballaggio flessibile adatto all’uso alimentare” ma di tipo “mono-materiale”, e pertanto completamente riciclabile, anche alla luce del fatto di essere privo di adesivi/colle.

Con il termine “mono-materiale” qui si intende identificare polimeri di simile natura che durante la fase di riestrusione per il riciclo non si separano in fasi diverse, evitando così inestetismi o difetti superficiali quali puntini e infusi che peggiorano la trasparenza e brillantezza del film, rendendolo non appetibile per il mercato degli imballaggi dove la trasparenza è una delle qualità di un film più apprezzate.

Il lato del film coestruso multistrato, che è a contatto con detto film di supporto in PE, è realizzato con un polimero appiccicoso (sticky film) o con proprietà adesive permanenti così da aderire permanentemente a detto film di supporto in PE senza l’impiego di colle, detto accoppiamento essendo ottenuto per il solo effetto del calore e della pressione di termolaminazione.

Preferibilmente il lato di detto film coestruso a contatto con detto film plastico di supporto è costituito da uno strato formato da uno o più polimeri/resine appiccicosi/e (sticky polymer/resins) a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene.

Con il termine “film” qui si intende identificare un semilavorato piano e sottile nel quale lo spessore è molto piccolo rispetto alla lunghezza e larghezza, generalmente inferiore o uguale a 0,25 mm (ISO 472).

Al di sopra di questo valore si hanno semilavorati identificati con il termine di lastre o foglia (ISO 472) che presentano una flessibilità minore rispetto a detti film.

Con il termine “proprietà adesive” qui si intende identificare la capacità di una superficie di incollarsi saldamente su un’altra per effetto della sola pressione e/o della temperatura. Tale grandezza è misurabile secondo la norma ASTM F904-98 che, in particolare, fornisce un metodo per misurare la forza necessaria a separare le due superfici incollate.

Proprietà adesive considerate adeguate nel caso di un accoppiato flessibile sono quelle con Forza di delaminazione >1,2N/15mm.

Con il termine “polimero appiccicoso (sticky polymer)” qui si intende identificare polimeri a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene che sono spontaneamente appiccicosi al tatto, inclusi quelli già appiccicosi a temperatura ambiente, ad esempio a 25-30°C, pur avendo temperature di rammollimento maggiori, e che mostrano adesione a substrati quando viene applicata una pressione cosicché la superficie di tale polimero non scorre rispetto al substrato con cui viene posto a contatto.

In particolare, l’appiccicosità di un film può essere valutata in maniera empirica, ad esempio premendo il lato appiccicoso del film sul palmo di una mano per 5 secondi, valutando la sensazione (appiccicoso/non appiccicoso) associata alla rimozione del film.

Con il termine “coating” qui si intende identificare un qualsiasi tipo di rivestimento noto nell’arte per i film polimerici quali ad esempio stampa, metallizzazione, laccatura tipo PVOH (polivinilalcol), PVDC (polivinilidencloruro), rivestimenti ceramici a base di SiOx, a base di Al2Ox, laccature con cellulosa, e simili.

Il termine “coating” o “rivestimento” identifica quindi nella presente descrizione uno strato estremamente sottile di materiale, generalmente di spessore inferiore ai 1-2 micron, applicato mediante un processo di rivestimento, i.e. applicando uno strato sottile di materiale sotto forma di fluido (liquido) su un sottostrato, in accordo alla nomenclatura definita nella norma ISO 472: pertanto un “coating” o “rivestimento” non è da considerarsi una stratificazione di materiale alla luce di tale nomenclatura.

Pertanto, tale coating purché applicato in uno strato sottilissimo non influisce negativamente con il riciclo “monomateriale né sulle proprietà finali del prodotto riciclato mono-materiale quali inestetismi, difetti superficiali, puntini e infusi, e neppure sull’ottenimento di un’unica fase omogenea. tale da non risultare incompatibile.

Per semplicità, qui di seguito i termini “con un altro coating”, “con un altro tipo di coating”, “con coating differente” indicheranno tutti i tipi di rivestimento noti nell’arte ad eccezione della stampa laddove questa sia già esplicitamente citata.

I termini “rivestito superficialmente”, “con una superficie rivestita (coating) e/o lavorata”, sono qui utilizzati come sinonimi.

Il termine “accoppiato” è qui usato come sinonimo di laminato, poliaccoppiato, ed è riferito a strutture sottili multistrato, ottenute accoppiando film pre-esistenti di materiali differenti.

Per “termolaminazione” qui si intende identificare un processo di laminazione a caldo di film senza l’impiego di colle dove l’adesione all’interfaccia tra i due film è ottenuta per il solo effetto della temperatura e/o pressione sfruttando le proprietà adesive/appiccicose che presentano alcuni materiali polimerici o loro combinazioni, col calore quando sono in uno stato di rammollimento.

Con il termine “coestruso” qui si intende identificare un film ottenuto dal processo di estrusione di due o più differenti materiali, allo stato fuso, plastificati in singoli estrusori e poi convogliati in una singola testa, piana o anulare, che consente di ottenere una pellicola (film) in cui coesistono come entità distinte i singoli strati. Quando parliamo di processo di (co)estrusione pensiamo sempre alla trasformazione di granulo in film, quindi a una trasformazione fisica della forma in cui si trova il polimero.

La coestrusione può essere eseguita secondo tecnica nota con soffiaggio in bolla, in testa piana, in “extrusion coating” o simili. Preferibilmente il presente film co-estruso è ottenuto in co-estrusione utilizzando estrusori a vite e soffiaggio in bolla o estrusione a testa piana, senza l’ausilio di alcun tipo di colla.

Quanto maggiore è la similitudine (altrimenti detta affinità chimica) tra i materiali coestrusi, tanto maggiore è l’adesione tra i due strati.

E’ da notare che la superficie del film di supporto che è opposta a quella a contatto con il film coestruso può essere anch’essa rivestita, ad esempio stampata e/o metallizzata e/o rivestita con un altro tipo di coating senza per questo allontanarsi dallo spirito della presente invenzione: in questo caso si avrà un accoppiato con stampa, metallizzazione o coating interni che presenta una superficie esterna anch’essa rispettivamente metallizzata, stampata o rivestita con altro coating, purchè questi coating siano applicati in uno strato sottilissimo tale da non risultare incompatibile con il riciclo “monomateriale”.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, di realizzazione illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione verticale, parzialmente interrotta, di un accoppiato termo-laminato in accordo all’invenzione adatto per essere usato come top per vaschette alimentari;

la figura 2 è una vista in sezione, parzialmente interrotta, di un primo film co-estruso adatto a formare l’accoppiato di fig. 1;

la figura 3 è una vista in sezione, parzialmente interrotta, di un secondo film co-estruso adatto a formare l’accoppiato di fig. 1;

la figura 4 è una vista schematica della linea di produzione in continuo di termolaminazione dell’accoppiato di fig. 1;

la figura 5 è una vista schematica della linea di produzione in continuo del film formante il supporto del presente accoppiato.

Con riferimento alla figura 1 verrà ora descritta una forma di realizzazione preferita dell’accoppiato oggetto della presente invenzione, in forma di film accoppiato (laminated film) flessibile e planare, indicato complessivamente con il riferimento numerico 10, che ha come coating interno almeno una stampa 5.

Detto accoppiato 10 ha normalmente uno spessore complessivo tale da risultare in un film flessibile, generalmente compreso tra 30 e 250µm.

Resta inteso che quanto verrà ora descritto è applicabile anche nel caso in cui il coating interno sia differente dalla stampa o non ci sia, senza per questo allontanarsi dallo spirito della presente invenzione.

Detto accoppiato 10 è formato da un primo film 3, qui di seguito indicato anche come film di supporto, che è un film costituito da uno o più strati di polietilene coestrusi in bolla, e avente uno spessore complessivo tipicamente variabile da 5 a 60µm, ma anche superiore, generalmente fino a 100µm, purché tale da mantenere la flessibilità propria di un film con spessore inferiore a 250µm.

Detto film di supporto 3 in PE coestruso in bolla risulta essere un film orientato ed è in particolare adatto ad essere stampato, oltre che ad essere rivestito con un altro tipo di coating, ad esempio metallizzato, o con eventuali laccature funzionali (PVDC, PVOH, SiOx, Al2Ox) o anche primer che favoriscano l’ancoraggio degli inchiostri senza per questo allontanarsi dallo scopo dell’invenzione purché questi coating siano applicati in uno strato sottilissimo tale da non risultare incompatibile con il riciclo “monomateriale”.

Detto film di supporto 3 può essere opzionalmente stirato in direzione macchina attraverso passaggio in annealing station o MDO (machine direction orientation) in modo da aumentarne la rigidità.

Detto film orientato di supporto 3 può essere inoltre opzionalmente pretrattato prima di essere stampato in modo da essere predisposto all’ancoraggio dell’inchiostro, ad esempio per mezzo di trattamento corona, al plasma, chimico, e può essere anche irradiato, preferibilmente irradiato con radiazioni ionizzanti.

Detto film orientato di supporto 3, che non è appiccicoso, è generalmente avvolgibile in bobina 30 (fig. 4) così da poter essere svolto durante il processo per ottenere la stampa 5 per la realizzazione dell’accoppiato 10 oggetto della presente invenzione.

Il film orientato 3 avvolto nella bobina 30 (film preesistente) può quindi essere

- un film privo di qualsiasi trattamento e/o coating superficiale da sottoporre ad un trattamento e/o coating superficiale da eseguire fuori linea, in un momento successivo, in una apposita unità, prima di essere termolaminato, oppure

- un film che è stato trattato e/o rivestito in precedenza e che quindi presenta già un coating, compresa la stampa, applicato sulla sua superficie destinata ad essere rivolta all’interno dell’accoppiato, e quindi pronto per essere termolaminato.

- Un film coestruso semplice, senza pretrattamento di alcun tipo che verrà termolaminato anche senza alcuna stampa.

È da notare che l’impiego di polietilene, come film coestruso 4 conferisce al presente accoppiato una capacità di saldatura anche con basse SIT (sealing initiation temperature: temperatura di inizio saldatura, che è la minima temperatura a cui il polimero inizia a saldare).

Inoltre, l’impiego di polietilene permette di modulare la forza della saldatura, potendo realizzare saldature con aperture facilitate, oltre a conferire tenacità e una robustezza notevoli, resistenza alla lacerazione, ecc.

È da notare che, per quanto è dato di sapere alla Richiedente, l’accoppiamento tra un film supporto in PE e in un film flessibile in PE nelle sue varianti non è mai stato realizzato perché non erano disponibili polietileni che presentassero una adeguata combinazione di elevata rigidità e resistenza termica ed elevate trasparenza e brillantezza tanto da assimilarlo ai tradizionali supporti biorientati. Il film da cui deriva il presente film 3 di supporto è un film in PE estruso in bolla, in particolare ottenuto secondo il processo ed impianto descritti nella domanda italiana di brevetto No. 102017000085388 a nome della Richiedente, qui incorporata integralmente per riferimento.

Con riferimento alla figura 5, partendo dalla zona di sinistra, la prima fase del suddetto processo per ottenere il presente film di supporto 3 in PE orientato è rappresentata dalla estrusione in bolla del relativo polimero.

In tale estrusione detto film subisce un determinato gonfiaggio la cui entità viene indicata con il BUR (“blow up ratio” - rapporto di gonfiaggio): tale BUR rappresenta il rapporto numerico tra il diametro (o il raggio) del film in bolla (nel suo punto più largo) e il diametro (o il raggio) della testa di estrusione anulare da cui si origina la bolla.

Poiché il BUR influenza l’orientamento delle molecole del polimero, se si lavora con un alto BUR, il film viene esteso o tirato nella direzione trasversale per raggiungere il diametro finale della bolla: tale BUR non è da confondere con la capacità di sopportare lo stiro a cui può essere successivamente sottoposto il film dopo l’estrusione.

L’estrusione in bolla avviene utilizzando uno o più estrusori anulari alimentati da granuli di PE, a seconda del numero di strati richiesti per il film coestruso 3: in figura 5 è rappresentato un solo estrusore per semplicità di illustrazione, ed è indicato con il riferimento numerico 100.

L’impianto di estrusione in bolla è un’apparecchiatura di per sé nota che si compone generalmente di una vite senza fine che convoglia il materiale fuso in una testa anulare di estrusione 15, la quale può essere alimentata in contemporanea da più estrusori 100, ciascuno alimentato con un rispettivo materiale polimerico prescelto per formare il relativo strato del film multistrato 3.

Essendo l’apparecchiatura dell’estrusione in bolla di per sé nota nell’arte non si entrerà nel merito del suo funzionamento né tantomeno in quello dei relativi rulli 200 di traino (nip-rolls) che determinano l’appiattimento della bolla per formare il film piano 3.

È da notare che anche se il film 3 è definito come film in PE, detto film può essere realizzato da più strati, ciascuno realizzato con un tipo differente di PE per conferire le molteplici funzionalità che servono nel campo dell’imballaggio, quali lacerazione controllata, tenacità, barriera al vapore acqueo e ai gas, ecc.

Come polimeri di polietilene adatti a realizzare vari strati del film di supporto 3 si possono citare, ad esempio, LD-PE (low density polyethylene), MD-PE (medium density polyethylene), HD-PE (high density polyethylene), LLD-PE (low-linear density polyethylene) mLLD-PE (metallocene low linear density polyethylene), o miscele di essi in modo da assicurare buone proprietà meccaniche.

Se questo film di supporto 3 è destinato ad essere stampato superficialmente, esso può essere vantaggiosamente trattato corona in una apposita apparecchiatura 500 (fig.5), disposta a valle dei rulli 200, e poi avvolto in bobina 30 per essere stampato fuori linea in un momento successivo.

Detta apparecchiatura di trattamento corona 500 può anche essere disposta, in aggiunta o in alternativa,

- a valle di una sezione 300 di stiro e/o ricottura (fig. 5) prevista a valle dei rulli di traino 200

oppure

- dopo una fase di irraggiamento o irradiazione con radiazioni ionizzanti, che avviene in una apposita sezione dopo lo stiro e/o ricottura della sezione 300, in quanto, in qualsiasi caso, il trattamento corona è destinato ad aumentare la bagnabilità della superficie che viene trattata e a favorire l’ancoraggio dell’inchiostro e, in qualche caso, facilitare l’accoppiamento successivo del film 3 all’altro film mediante termolaminazione.

In uno o più degli strati del film estruso 3 in PE è possibile prevedere l’aggiunta di uno o più additivi di vario tipo a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio master colorati (bianco, ma anche altri colori), antifog, antiblocking (e.g. silice), scivolanti, antistatici, anticondensa, antimicrobici, anti UV, antiossidanti, aiuti di processo, nano filler, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, e altri noti nell’arte.

Questi additivi non sono esplicitati nelle formulazioni citate ma possono essere aggiunti in uno o più degli strati formanti il film di supporto 3, se richiesto.

Come detto sopra, uno dei due lati del film estruso in bolla 3 può essere opzionalmente sottoposto ad una fase di irraggiamento.

L'irraggiamento è una tecnologia basata sull'esposizione di oggetti a dosi controllate di radiazioni ionizzanti ad alta energia (raggi gamma, raggi X o fasci di elettroni).

Agendo opportunamente sulla potenza di irraggiamento è possibile anche irradiare contemporaneamente uno o più degli strati sottostanti la superficie esterna, se presenti, così da conferire una ulteriore migliorata resistenza meccanica e alla diffusione di gas e vapori (incremento proprietà barriera).

L’irraggiamento può avvenire in linea con la produzione del film 3 (la cui sezione non è illustrata in fig. 5 per semplicità), oppure fuori linea in un momento successivo: in quest’ultimo caso, il film 3 uscente dai rulli 200 dell’estrusore in bolla 100 viene avvolto in bobina 30 in una sezione di avvolgimento 40 per essere stoccato e trattato con irraggiamento fuori linea in un secondo momento.

Durante l’irraggiamento, il film 3 viene inviato in una apposita stazione di irraggiamento (camera sottovuoto contenente un emettitore di elettroni) dove viene sottoposto ad un fascio di radiazioni ionizzanti, ad esempio mediante un bombardamento con elettroni ad alta energia, in particolare elettroni accelerati con energia da 0.05 a 10Mev, emessi da uno specifico emettitore di fasci di elettroni.

In particolare, tra gli effetti dell’irradiazione si è osservato un aumento della resistenza termica, miglioramento delle proprietà meccaniche e della resistenza ad agenti chimici imputabile probabilmente alla formazione di nuovi legami (e.g. reticolazione o cross-linking).

Una volta ottenuto il film co-estruso in bolla 3, opzionalmente irradiato, questo viene avvolto in bobina pronta per essere utilizzata tal quale; oppure detta bobina di film 3 può essere inviata ad una fase di ulteriore lavorazione quale stampa in superficie sulla superficie dello strato esterno 10, del film 3, ad esempio per proteggere la stampa, e poi inviato alla sezione di termo-laminazione per la realizzazione dell’accoppiato della presente invenzione.

In una realizzazione preferita, il film co-estruso 3 uscente direttamente dai rulli 200 è sottoposto ad un trattamento di stiro e/o di ricottura in una apposita sezione 300 e successivamente irradiato.

In questa realizzazione preferita, il film co-estruso 3 uscente direttamente dai rulli 200 viene inviato nella sezione 300 di trattamento di stiro e/o di ricottura (fig. 5) costituita da una sezione di MDO (Machine Direction Orientation) che esegue uno stretching mono-assiale nella direzione della macchina e/o da una sezione di ricottura (annealing) come verrà qui di seguito descritto in dettaglio.

Al debole stiro avvenuto nell’estrusione in bolla, si aggiunge quindi una più importante orientazione longitudinale (di 1: 2 o superiore) che conferisce al film maggiore rigidità e modulo elastico, maggiore trasparenza.

La maggiore rigidità del film di PE così stirato gli consente di approcciare processi e lavorazione normalmente non possibili per un tradizionale film di PE non stirato, quali ad esempio la stampa o la spalmatura in rotocalco o la stampa a passo.

Il passaggio nella sezione di stiro e/o di annealing 300 può essere eseguito in linea alla fase di estrusione in bolla, oppure può avvenire in un secondo tempo fuori linea operando sul film di supporto 3 svolto da una bobina 30 preparata nella sezione di avvolgimento 40.

Nella sezione di stiro e/o annealing 300 si realizzano in successione le seguenti fasi, come illustrato in fig. 5:

- Preriscaldamento: il film 3 viene portato alla temperatura di rammollimento facendolo passare attraverso i primi rulli riscaldanti 50;

e successivamente

- Stiro: i rulli successivi di stiro 60, divisi da una stretta fessura, allungano e stirano il film 3 fino a dieci volte grazie alla loro rotazione a velocità superiore a quella dei rulli riscaldanti 50;

e/o

- Ricottura: il film 3 viene temperato dai rulli 70 di ricottura (annealing) e sottoposto a tensione; il calore blocca le caratteristiche fisiche raggiunte dal film nelle fasi precedenti;

e successivamente

- Raffreddamento: il film 3 viene riportato a temperatura ambiente passando attraverso una serie di rulli freddi 80, e uscendo poi dalla sezione 300.

Il film uscente dalla sezione di trattamento 300, che è un film stirato (stretching monoassiale) e/o ricotto 3’, può essere poi inviato alla fase di irraggiamento (se l’irraggiamento verrà eseguito in linea – sezione non illustrata in figura 5) oppure alla fase di avvolgimento in bobina 30 nella stazione di avvolgimento 11 (se l’irraggiamento verrà eseguito fuori linea in un secondo momento).

I rulli 50, 60, 70, 80 associati alle varie fasi che avvengono nella sezione di trattamento 300 sono indipendenti tra loro e ruotano a diverse velocità in quanto preposti ad eseguire operazioni differenti.

Ovviamente le condizioni operative di detti rulli e delle suddette fasi di stiro e/o ricottura (annealing) dipendono dal tipo di film da trattare.

È da notare tuttavia che la suddetta operazione di stiro che avviene nella sezione di trattamento 300 non deve confondersi con il leggero stretching/stiro fisiologico che il film 3 subisce durante la formazione della bolla di film durante l’estrusione nell’estrusore 1, grazie al fatto che nella sezione di trattamento 300 le condizioni di stiro sono impostabili per ottenere il grado di stiro desiderato e di conseguenza l’orientamento (mono-orientamento).

Di fatto l’impiego di film di supporto biorientati, come nell’arte nota richiede invece costose e ingombranti stazioni di stiro che devono operare fuori linea, impianti non necessari nella presente invenzione in quanto il leggero orientamento già ottenibile in estrusione in bolla e successivo stiro/annealing è sufficiente a conferire le proprietà di rigidità e resistenza richieste ai film di imballaggi flessibili.

Rimane quindi inteso che il trattamento di stretching e/o annealing nella stazione 300 è opzionale, anche se è preferito in quanto vantaggioso in termini di proprietà finali del film di supporto 3 del presente accoppiato.

Il film stirato e ricotto 3’ viene poi vantaggiosamente inviato alla sezione di irraggiamento sopra descritta in relazione alla fig. 4, ripetendo le stesse operazioni descritte sopra in relazione al film coestruso 3, in modo da ottenere un film irradiato.

Una volta ottenuto il film di supporto orientato 3, opzionalmente irradiato e/o trattato a corona, è possibile effettuare, se richiesto dall’impiego finale, la stampa 5 di immagini (rappresentata in neretto con spazi vuoti interposti che in realtà non esistono ma servono solo per chiarezza di rappresentazione) sul supporto 3 attraverso varie tecnologie note nell’arte, ad esempio mediante stampa flessografica o rotocalco o digitale o stampa UV.

Detto accoppiato 10 è inoltre formato da un secondo film flessibile 4, di tipo multistrato e coestruso, non orientato, avente uno spessore complessivo tipicamente inferiore o uguale a 200 �m.

Detto film coestruso 4, che è un film non orientato a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene, è a sua volta costituito almeno da

- uno primo strato esterno 1 a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene, con proprietà adesive/appiccicose, preferibilmente formato da un singolo polimero o resina con proprietà adesive/appiccicose, il quale ha uno spessore tipicamente da 5 a 100�m, ma anche superiori; e da

- un secondo strato esterno 2 a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene, non appiccicoso né adesivo, contrapposto allo strato 1, avente uno spessore tipico da 10 a 100�m, ma anche superiore.

I due strati 1 e 2 del film co-estruso 4 non orientato sono realizzati in materiali polimerici a base di polietilene e/o di copolimeri di etilene.

In particolare, il polimero dello strato 2 (cioè lo strato saldante che sarà a contatto con il contenuto dell’imballo) ha vantaggiosamente un punto di rammollimento inferiore a 100°C.

Lo strato 2 ha inoltre una temperatura di rammollimento inferiore di almeno 10°C, preferibilmente di almeno 20°C, rispetto a quella del polimero del film di supporto 3.

Il polimero a base di polietilene che forma lo strato con proprietà adesive 1 è una resina estrudibile avente di per sé proprietà adesive o appiccicose nei confronti del polimero del film di supporto 3.

Le proprietà adesive di tale resina dello strato 1, che si manifestano completamente a caldo, sono dovute principalmente al tipo di materiale: detta resina a base di polietilene viene infatti scelta tra resine polari, resine non polari ma appiccicose per bassa densità e/o peso molecolare, resine non polari e non appiccicose (se non alle temperature di termolaminazione) ma capaci di aderire fortemente al supporto 3 per affinità chimica, poliolefine additivate di tackifying tali da essere appiccicose, resine tackifying o combinazioni delle resine sopra citate.

Detto strato 1 può essere anche opzionalmente trattato superficialmente mediante trattamento corona o trattamento al plasma prima di essere sottoposto alla termolaminazione.

In particolare, le suddette resine mostrano una Tg (temperatura di transizione vetrosa) ben al di sotto della temperatura ambiente e un punto di rammollimento (Vicat softening point) leggermente inferiore al materiale del film di supporto 3 come risulterà evidente dalla descrizione dettagliata qui di seguito riportata.

Come resine polari (a) si possono citare, ad esempio, EVA (copolimero etilene-vinilacetato), copolimeri etilene-esteri acrilici quali ad esempio EMA (copolimero etilen-metilacrilato), EBA (copolimero etilen-butilacrilato), EEHA (copolimero etilen-2-etilesilacrilato), EEA (copolimero etilen etilacrilato), copolimeri etilene-acidi acrilici quali EAA (copolimero etilene-acido acrilico) EMAA (copolimero etilene-acido metacrilico), dove il contenuto di comonomero polare (VA, MA, BA, EHA, EA, AA, MAA) è variabile, tenendo conto che quanto maggiore è il suo contenuto, tanto maggiore sarà l’appiccicosità risultante; terpolimeri etilene/esteri acrilici/anidride maleica, terpolimeri etilene/vinilacetato/anidride maleica, terpolimeri etilene/acido acrilico/anidride maleica, terpolimeri etilene/acido acrilico/tertbutilacrilato, e simili, dove il contenuto di comonomeri polari (e.g. esteri acrilici, anidride maleica, vinilacetato) è variabile, tenendo conto cha quanto maggiore è il suo contenuto, tanto maggiore sarà l’appiccicosità risultante. Preferita come resine polari sono l’EVA o l’EMA o l’EAA.

Come resina non polare ma appiccicosa (b) si possono citare, ad esempio, elastomeri e plastomeri tipo poliolefine aventi generalmente una densità uguale o inferiore a 0,910 g/cm<3>, quali ad esempio VLD-PE (very low density polyethylene), mVLD-PE (metallocene very low density polyethylene), ULD-PE (ultra low density polyethylene), elastomeri e plastomeri contenenti butadiene e stirene (hotmelt), copolimeri propilene-etilene e simili.

Come resina non polare e non necessariamente appiccicosa ma capace di aderire fortemente per affinità chimica (c), si possono citare, ad esempio, alcuni LLD-PE con densità tra i 0.915 e 0.920 che per la loro specifica tipologia di polimerizzazione e/o catalisi presentano una componente di catene polimeriche a basso Vicat e anche alcuni copolimeri etilene propilene o stirene-butadiene con proprietà di gomme e altamente compatibili con il PE, quali i copolimeri stirene/butadiene, ad esempio SBS (stirene-butadiene/stirene), SEBS (stireneetilene/butilene-stirene), SBBS (stirene/butadiene/butilene/stirene), SIS (stirene – isoprene) con un alto contenuto di etilene o butadiene o butene in modo da renderli compatibili con il polietilene.

Come resine tackifying (d) si possono citare ad esempio le resine idrocarboniche e come tackifying da additivare alle poliolefine per renderle appiccicose si può citare ad esempio il poliisobutilene.

Preferibilmente le resine/polimeri utilizzati per lo strato 1 sono scelti tra quelli elencati nei gruppi (a), (b) e (d), più preferibilmente lo strato 1 è composto da una singola resina appiccicosa a temperatura ambiente scelta tra (a), (b), ancor più preferibilmente detto strato 1 è formato da una singola resina EVA in cui il contenuto in percentuale di VA è uguale o maggiore del 8% in peso fino ad un massimo del 70%, preferibilmente tra il 10% e il 40%.

Lo strato 2 del film coestruso 4 formante l’accoppiato 10, è destinato ad entrare in contatto con il prodotto contenuto nella confezione: esso è uno strato saldante (e quindi per sua natura non appiccicoso o adesivo) ed è costituito da una resina polimerica di un polimero termoplastico estrudibile a base di polietilene.

Il polimero utilizzato per formare lo strato 2 può essere tipicamente PE in tutte le sue varianti, eventualmente con aggiunta di PB (polibutilene) per realizzare struttura con apertura facilitata, ma anche copolimeri polari quali EVA o EMA o simili (a basso contenuto di comonomero polare, generalmente inferiore al 8% in peso oppure ad alto contenuto di comonomero polare, ma con forte additivazione di antiblocking e/o scivolanti, tanto da abbatterne l’appiccicosità), e simili, ed eventuali combinazione degli stessi.

Preferibilmente lo strato 2 è formato da PE in tutte le sue varianti. Detto strato 2 ha inoltre preferibilmente uno spessore maggiore di 3 µm.

Questo strato 2 può contenere al suo interno additivi di vario tipo (da soli o in combinazione tra di loro) a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio antifog, antiUV, antiblocking, scivolanti, antistatici, antibatterici, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, aiuto di processo.

Un esempio di film coestruso 4 formato da uno strato 1 e uno strato 2 può essere un film formato da un bistrato PE (strato 2) /EVA (strato 1) dove il contenuto di VA nell’EVA è circa il 28% in peso.

Tra detti strati 1 e 2 possono essere inclusi previsti uno o più strati aggiuntivi (N strati), come illustrato in figura 3, capaci di impartire al film coestruso 4 funzionalità tecnologiche varie, quali ad esempio

- uno strato di EVOH o di Poliammide per conferire proprietà barriera, e/o

- uno strato di HD-PE per conferire rigidità,

- uno o più strati di poliolefine lineari ad elevata tenacità per conferire particolare resistenza meccanica,

- uno o più strati con additivazioni varie, come sotto specificato - uno o più strati con resine “hot-melt pressure sensitive” per assicurare richiudibilità alla confezione realizzata, ecc.

Questi N strati possono contenere al loro interno additivi di vario tipo (da soli o in combinazione tra di loro) a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio antifog, antiUV, antiblocking, scivolanti, antistatici, antibatterici, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, aiuto di processo.

Il processo per ottenere un accoppiato termolaminato avente un coating interno, e.g. una stampa o altri tipi di coating come sopra indicati, da ritenersi opzionali e non distintivi del presente brevetto, verrà qui di seguito descritto: in particolare l’ottenimento dell’accoppiato preferito 10 avente una stampa interna 5 e altri eventuali coating all’interno e sottostanti detta stampa 5, avviene attraverso un processo qui descritto con riferimento alla figura 4.

Detto processo prevede essenzialmente una fase di termolaminazione effettuata mediante un semplice passaggio dei due differenti film 3 e 4 attraverso due rulli pressori di laminazione di cui uno solo riscaldato: in questo modo nell’accoppiato finale 10, la eventuale stampa 5, come ogni altro tipo di coating eventualmente presente in alternativa o in aggiunta alla stampa, risulta inglobata a sandwich tra il film di supporto 3 e lo strato adesivo 2 del film coestruso 4, senza richiedere l’impiego di colle e/o adesivi.

Se il film 3 svolto dalla bobina 30 non è già stampato, il processo che conduce all’ottenimento dell’accoppiato finale 10 con stampa interna 5, opzionalmente contenente anche altri tipi di coating interno, in accordo alla presente invenzione, può o può non prevedere l’esecuzione, preferibilmente in continuo e in linea, e quindi in un unico step, di una prima fase di stampa seguita da una successiva fase di termolaminazione.

Il suddetto processo di termolaminazione conduce quindi ad un accoppiato finale opzionalmente stampato o contenente anche altri tipi di coating, che è pronto all’uso, ad esempio su macchina confezionatrice.

Riferendosi al presente processo condotto in linea ed in continuo, la prima fase di stampa del supporto 3, svolto da bobina 30, avviene impiegando tecniche e macchine da stampa 20 note nell’arte, con vari tipi di inchiostro (per stampa flessografica, rotocalco, digitale, stampa UV) e con diversi livelli di coprenza delle immagini.

Successivamente il film di supporto 3 stampato viene posto a contatto con il film coestruso 4, anch’esso svolto da bobina, facendo in modo che la stampa 5 sia a contatto con lo strato 1 del film coestruso 4 avente proprietà adesive.

Una volta a contatto tra loro essi vengono fatti passare attraverso due cilindri contrapposti di termolaminazione 12, 13 prementi e cooperanti tra loro i quali sono formati da un cilindro pressore in acciaio riscaldato 12 e da un cilindro in gomma 13, anch’esso pressore, cosicché i due strati 1 e 3 vengono fatti aderire tra loro per il solo effetto del calore applicato al film coestruso 4 (che provoca un leggero rammollimento almeno di detto film) e della pressione del cilindro pressore 13 esercitata contro il cilindro riscaldato 12: grazie alle intrinseche proprietà adesive dello strato 1, quando in forma rammollita, si ottiene un accoppiato con forte adesione all’interfaccia tra il film di supporto 3 e il film coestruso 4.

È anche possibile prevedere nel suddetto impianto un rullo opzionale 14 di raffreddamento (fig. 4) disposto a valle dei due cilindri contrapposti di termolaminazione 12, 13.

Resta inteso che quanto detto sopra in relazione alla termolaminazione può ripetersi anche nel caso in cui il coating 5 applicato al supporto 3 sia diverso dalla stampa, o addirittura non sia presente, senza per questo allontanarsi dallo scopo della presente invenzione.

La termolaminazione tra i due differenti film può essere effettuata ad una temperatura, ad esempio di 50-150°C, preferibilmente di 90°C-150°C, e normalmente quanto maggiore è la temperatura tanto maggiore è l’adesione che si ottiene cercando sempre di avvicinarsi quanto più possibile alla temperatura di rammollimento dello strato adesivo 1, mentre il film 3 resta a temperatura ambiente.

In pratica il rammollimento che subisce lo strato adesivo 1 durante la fase di termolaminazione è tale da farlo aderire al film di supporto 3, anche nel caso in cui detto film 3 non sia rammollito, mediante la sola applicazione di pressione sulla sua superficie.

Valori di adesioni considerati accettabili sono >1,2N/15mm, misurati secondo metodo ASTM precedentemente citato.

Il suddetto processo per l’ottenimento dell’accoppiato in accordo alla presente invenzione risulta enormemente vantaggioso in termini di costo (si evita almeno il passaggio off-line di accoppiamento con colla) e di risparmio di tempo (non solo perché la stampa e l’accoppiamento avvengono in linea, quindi in un’unica fase, ma anche perché si evitano i tempi di attesa inevitabilmente richiesti dalla reticolazione delle colle, che possono essere anche di qualche giorno).

Infine, il processo descritto per l’ottenimento dell’accoppiato stampato e/o con un altro coating interno gode di un favorevole impatto ambientale se confrontato alle tecnologie di accoppiamento a solvente.

Inoltre, l’accoppiato ottenuto dal suddetto processo presenta una migliorata combinazione di proprietà:

- totale assenza di ammine aromatiche (la cui formazione rappresenta invece un inevitabile potenziale rischio degli adesivi poliuretanici per reazione tra isocianato libero e acqua)

- ridotta quantità di solvente residuo (presente invece nel caso di stampe rotocalco o flessografiche a solvente) o totale assenza dello stesso (nel caso di stampe digitale o stampa UV)

- migliorato aspetto estetico poiché non vi è traccia di bollicine o inestetismi dovuti all’adesivo per l’accoppiamento;

- resistenza della stampa 5, o di un altro coating, agli urti e ai graffi ma anche grazie al fatto che la stampa, nell’accoppiato finale 10, risulta inglobata a sandwich tra il film di supporto 3 e il film coestruso 4.

E’ da notare che il presente processo di termolaminazione, se effettuato in linea e in continuo, è particolarmente vantaggioso quando la stampa sul foglio di supporto 3 è realizzata mediante tecnologia digitale: tale metodo essendo enormemente più veloce rispetto al metodo flessografico o con rotocalco può permettere di realizzare complessivamente un accoppiato 10 per top con una velocità di produzione estremamente elevata (processo just-in time) con notevoli vantaggi dal punto di vista economico.

Il processo per la realizzazione di un accoppiato stampato 10 preferito in accordo alla presente invenzione permette di ottenere in continuo, e in linea con il processo di stampa, un accoppiato stampato flessibile pronto all’uso, ad esempio su macchina confezionatrice, senza richiedere fasi off-line di lavorazione né i consueti tempi di maturazione (per la reticolazione degli adesivi e per il decadimento delle ammine aromatiche).

Tale processo viene condotto vantaggiosamente in un impianto comprendente

una eventuale macchina da stampa 20 per effettuare in continuo una stampa 5 sul film plastico di supporto 3 svolto da una prima bobina 30,

una coppia di cilindri pressori contrapposti di termolaminazione 13 e 12, di cui almeno uno riscaldato, per termolaminare detto film di supporto 3 stampato posto a contatto con detto film coestruso 4 che è svolto da una seconda bobina, facendo in modo che detta stampa 5 sia a contatto con lo strato con proprietà adesive 1 di detto film coestruso 4.

Resta inteso che nel caso in cui il coating interno 5 che si vuole ottenere nell’accoppiato 10 sia diverso dalla stampa, il suddetto impianto in accordo all’invenzione prevedrà, un’unità 20 adatta ad applicare un coating sul film 3 anziché una macchina da stampa, senza per questo allontanarsi dallo scopo della presente invenzione.

Resta inteso che nel caso in cui l’accoppiato sia privo di stampa e/o di altri coating, la termolaminazione avviene nello stesso modo ma evitando il passaggio del film 3 nell’impianto stampa 20.

La presente invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportare numerose modifiche di dettaglio, alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito nelle rivendicazioni annesse.

Segue un esempio indicativo e non limitativo della presente invenzione. Esempio 1

È stato preparato un film termolaminato partendo da un film di supporto 3 coestruso con spessore 60µm in PE avente densità media 0,950 g/cm<3>, trattato corona sul lato destinato al contatto con un film coestruso 4 e termolaminandolo verso detto film coestruso in bolla 4 di spessore totale 50 µm costituito da due strati rispettivamente composti da LD-PE (strato 2 del film 4) ed EVA 28% VA (strato 1 del film 4) trattato corona sul lato 1.

L’accoppiamento è avvenuto utilizzando temperatura del cilindro riscaldato 12 di figura 4 alla temperatura di 100°C con una pressione di 6bar

Il suddetto film termolaminato è stato poi sottoposto ad una serie di test come qui di seguito riportati

Tutti i valori riscontrati sono in linea con quanto viene richiesto normalmente nel settore dei film flessibili per imballaggio.

In particolare, il valore di adesione tra gli strati, parametro tra i più critici per l’applicazione, è ben al di sopra del valore di 1,2N/15mm precedentemente citato e assunto in tanti casi come valore da capitolato di fornitura.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Imballaggio flessibile comprendente un accoppiato saldabile (10) composto da un film flessibile multistrato non orientato (4) laminato a caldo su un film di supporto flessibile in plastica (3), detto film multistrato (4) essendo un film coestruso, svolgibile da una bobina, non contenente rivestimenti metallici, strati metallici e/o stampe e avente due lati contrapposti (1; 2), ciascuno di detti lati contrapposti essendo a base di polietilene e il lato (1) di detto film coestruso (4) che è a contatto con detto film di supporto (3) è formato da un (co)polimero con proprietà adesive così da essere termo-laminato su detto film in plastica (3), detto lato (1) di detto film coestruso (4) potendo essere opzionalmente trattato con trattamento corona, detto accoppiato (10) essendo caratterizzato dal fatto che detto supporto (3) è un film flessibile di polietilene co-estruso in bolla, generalmente mono-orientato, opzionalmente con una superficie dotata di uno o più rivestimenti (coating) e/o lavorazioni (5) sovrapposte, preferibilmente almeno una stampa (5), in cui detto coating e/o lavorazioni (5) sono interposte o intrappolate tra detto film multistrato (4) e detto film plastico (3) e racchiuse tra detti film (3, 4).
2. 2. Imballaggio flessibile secondo la rivendicazione 1, in cui il polimero del lato (2) del film co-estruso multistrato (4) ha una temperatura di rammollimento inferiore di almeno 10°C, preferibilmente di almeno 20°C, rispetto a quella del polimero del film di supporto (3).
3. 3. Imballaggio flessibile secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui il lato (1) del film co-estruso multistrato (4) e il lato del film di supporto (3) che viene accoppiato a contatto con detto lato (1) hanno preferibilmente subito un trattamento corona (o a plasma) prima di essere accoppiati.
4. 4. Imballaggio flessibile che include l’accoppiato (10) secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui il lato (1) con proprietà adesive è uno strato realizzato con una resina estrudibile a base di polietilene scelta tra i seguenti gruppi (a) resine polari quali ad esempio EVA (copolimero etilene-vinilacetato), copolimeri etilene-esteri acrilici quali ad esempio EMA (copolimero etilenmetilacrilato), EBA (copolimero etilen-butilacrilato), EEA (copolimero etilen etilacrilato), EEHA (copolimero etilen-2-etilesilacrilato), copolimeri etilene-acidi acrilici quali EAA (copolimero etilene-acido acrilico), EMAA (copolimero etilene-acido metacrilico), dove il contenuto di comonomero polare (VA, MA, BA, EA, EHA, AA, MAA) è variabile, tenendo conto che quanto maggiore è il suo contenuto, tanto maggiore sarà l’appiccicosità risultante con la condizione che il monomero etilene è almeno il 50%; terpolimeri etilene/esteri acrilici/anidride maleica, terpolimeri etilene/vinilacetato/anidride maleica, terpolimeri etilene/acido acrilico/anidride maleica, terpolimeri etilene/acido acrilico/terzbutilacrilato e simili, dove il contenuto di comonomeri polari (e.g. esteri acrilici, anidride maleica, vinilacetato) è variabile, tenendo conto cha quanto maggiore è il loro contenuto, tanto maggiore sarà la proprietà adesiva a caldo risultante con la condizione che il monomero etilene è almeno il 50%; preferibilmente l’EVA o l’EMA o l’EAA; (b) resine non polari ma appiccicose quali elastomeri e plastomeri a base di polietilene aventi generalmente una densità uguale o inferiore a 0,910 g/cm<3>, quali ad esempio VLD-PE (very low density polyethylene), mVLD-PE (metallocene very low density polyethylene), ULD-PE (ultra-low density polyethylene), elastomeri e plastomeri contenenti butadiene e stirene (hot melt) copolimeri propilene-etilene e simili; (c) resina non polare e non necessariamente appiccicosa ma capace di aderire fortemente per affinità chimica, quali alcuni LLD-PE con densità tra i 0.915 e 0.920 g/cm<3 >che per la loro specifica tipologia di polimerizzazione e/o catalisi presentano una componente di catene polimeriche a basso Vicat e anche alcuni copolimeri etilene propilene o stirene-butadiene con proprietà di gomme e altamente compatibili con il PE, così come resine scelte tra i copolimeri stirene/butadiene, ad esempio SBS (stirene/butadiene/stirene), SEBS (stireneetilene/butilene-stirene), SBBS (stirene/butadiene/butilene/stirene), SIS (stirene – isoprene) con un alto contenuto di etilene o butadiene o butene in modo da renderli compatibili con il polietilene. (d) resine tackifying quali resine idrocarboniche e/o poliolefine additivate con un tackifying quale poliisobutilene; più preferibilmente detto lato (1) è realizzato con una resina appiccicosa a temperatura ambiente scelta tra (a), (b) e (d).
5. 5. Imballaggio flessibile che include l’accoppiato (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto film di supporto (3) è formato da uno o più strati di polietilene, opzionalmente pretrattato superficialmente in modo da essere predisposto all’ancoraggio dell’inchiostro, ad esempio per mezzo di trattamento corona, chimico, primerizzato, e/o con eventuali laccature funzionali (PVDC, PVOH, SiOx, Al2Ox).
6. 6. Imballaggio flessibile che include l’accoppiato (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in uno o più degli strati del film di supporto (3) in PE sono presenti uno o più additivi di vario tipo a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio master colorati (bianco, ma anche altri colori), antifog, antiblocking (e.g. silice), scivolanti, antistatici, anticondensa, antimicrobici, anti UV, antiossidanti, aiuti di processo, nano filler, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, e altri noti nell’arte (da soli o in combinazione tra loro).
7. 7. Imballaggio flessibile che include l’accoppiato (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto secondo lato esterno (2) opposto a detto lato (1) di detto film coestruso (4) appartiene ad uno strato formato da un polimero non appiccicoso.
8. 8. Imballaggio flessibile che include Accoppiato secondo la rivendicazione 7, in cui detto polimero non appiccicoso del lato (2) è un materiale polimerico estrudibile scelto tra una poliolefina, ad esempio PE in tutte le sue varianti, eventualmente con l’aggiunta di PB (polibutilene) per realizzare una struttura con apertura facilitata, ma anche copolimeri polari quali EVA o EMA o simili (a basso contenuto di comonomero polare, generalmente inferiore al 8% in peso oppure ad alto contenuto di comonomero polare ma con forte additivazione di antiblocking e/o scivolanti, tanto da abbatterne l’appiccicosità), e anche miscele degli stessi, detto polimero del lato (2) potendo inoltre contenere al suo interno additivi di vario tipo a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio antifog, antiUV, antiblocking, scivolanti, antistatici, antibatterici, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, aiuto di processo e altri noti nell’arte (da soli o in combinazione tra di loro).
9. 9. Imballaggio flessibile che include l’accoppiato (10) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui interposti tra detti lati (1) e (2) di detto film coestruso non orientato (4) vi sono uno o più strati aggiuntivi (N strati), capaci di impartire al film coestruso (4) funzionalità tecnologiche varie, ad esempio uno strato di EVOH e/o di Poliammide per conferire proprietà barriera, uno o più strati di HD-PE per conferire rigidità, strati di poliolefine lineari ad elevata tenacità per conferire particolare resistenza meccanica, strati con additivazioni antiUV per conferire barriera alle radiazioni UV, strati con resine “hot-melt pressure sensitive” per assicurare richiudibilità alla confezione realizzata, ecc, detti strati aggiuntivi (N) potendo inoltre contenere al loro interno additivi di vario tipo a seconda della funzionalità richiesta, ad esempio antifog, antiUV, antiblocking, scivolanti, antistatici, antibatterici, coloranti, assorbitori di ossigeno, antiossidanti, nucleanti, aiuto di processo (da soli o in combinazione tra di loro).
10. 10. Processo per ottenere, preferibilmente in continuo e in linea, l’accoppiato (10) come definito da una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e avente opzionalmente una stampa interna (5), detto processo comprendente le fasi di effettuare una opzionale stampa, su detto film plastico di supporto (3) svolto da una prima bobina (30) mediante passaggio in una macchina da stampa (20); porre detto film di supporto (3) opzionalmente dotato di stampa (5), a contatto con detto film coestruso (4), svolto da una seconda bobina, facendo in modo che il lato (1) di detto film coestruso (4) avente proprietà adesive sia a contatto con detta stampa (5), se presente, o direttamente con detto film di supporto (3) far passare detti film sovrapposti (3,4) attraverso due cilindri pressori contrapposti di termolaminazione (13,12) di cui almeno uno riscaldato così da rammollire lo strato del lato (1) con proprietà adesive di detto film coestruso (4), ed esercitare una pressione su entrambi detti film sovrapposti (3,4).
11. 11. Processo secondo la rivendicazione 10, in cui la temperatura di termolaminazione è compresa tra 50-150°C, preferibilmente 90° e 150°C a seconda della temperatura di rammollimento del polimero del lato (1) avente proprietà adesive, e la pressione è compresa tra 1 e 10 bar.
12. 12. Processo per preparare una bobina (30) di un film plastico di supporto (3) come definito nelle rivendicazioni precedenti, da impiegare nel processo di termo-laminazione definito nelle rivendicazioni 10-11, detto processo comprendente le fasi di - co-estrudere in bolla un film (3) come definito nelle rivendicazioni precedenti; - sottoporre detto film co-estruso (3) ad un trattamento opzionale di stiro e/o di ricottura (annealing); - sottoporre detto film co-estruso (3), opzionalmente sottoposto a trattamento di stiro e/o di ricottura (annealing), ad un trattamento di irraggiamento superficiale con radiazioni ionizzanti atte ad attraversare almeno uno degli strati esterni di detto film co-estruso (3).
13. 13. Impianto per la realizzazione di un accoppiato (10) come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti 1-9 e che racchiude opzionalmente al suo interno una stampa (5) per mezzo di un processo come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto impianto comprendente una opzionale macchina da stampa (20) per effettuare in continuo una stampa (5) su detto film plastico di supporto (3) svolto da una prima bobina (30), una coppia di cilindri pressori contrapposti di termolaminazione (13,12), di cui almeno uno riscaldato, per termolaminare detto film di supporto (3) opzionalmente stampato posto a contatto con detto film coestruso (4) che è svolto da una seconda bobina, mettendo a contatto detta stampa (5) con il lato (1) avente proprietà adesive di detto film coestruso (4).