IT202100002408U1 - Nastro autoadesivo per imballaggio, chiusura di scatole, ed usi similari. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato ? relativo ad un nastro autoadesivo per imballaggio, chiusura di scatole, ed usi similari.

Nella loro conformazione usuale i nastri autoadesivi per imballaggio vengono realizzati avvolgendo attorno ad un?anima di cartone, un nastro in materiale plastico, solitamente polipropilene, su un lato del quale ? spalmato un adesivo che deve avere un potere adesivo tale da consentire lo svolgimento dal rotolo (cosa che avviene in molti casi anche grazie alla presenza di un distaccante sul lato opposto a quello adesivizzato) e la successiva azione di fissaggio sui materiali da vincolare con il nastro.

Il Brevetto Europeo n. EP-0599789B2 ? stato rilasciato per un rotolo di nastro autoadesivo per imballaggio realizzato da un nastro in materiale plastico avvolto su un?anima tubolare di cartone, nel quale il diametro dell?anima di cartone ? dell?ordine di 38,2mm, in cui la lunghezza del nastro ? tra circa 105m e 220m ed il diametro esterno del rotolo ? circa 120mm.

Il nastro autoadesivo oggetto di EP-0599789B2, come gli altri nastri autoadesivi attualmente in commercio, presenta alcuni inconvenienti che vengono brillantemente risolti dal presente trovato, come verr? meglio chiarito nel seguito della presente descrizione, in cui saranno anche pi? evidenti i numerosi vantaggi che caratterizzano il nastro autoadesivo oggetto del trovato.

Tra i vantaggi del trovato si possono citare i seguenti:

- con il presente trovato si contribuisce notevolmente alla salvaguardia dell?ambiente utilizzando come materiale di supporto dell?adesivo un film in Polietilene Tereftalato (detto anche PET) riciclato; in pratica, per produrre un nastro adesivo in conformit? del trovato potranno essere utilizzate risorse vergini per valori molto bassi poich? il supporto del nastro adesivo potr? contenere una quantit? che pu? essere considerata prossima al 100%, ad esempio l?85%, di PET riciclato;

- con il presente trovato si riesce a fornire un nastro autoadesivo che, a parit? di volume, ovvero di diametro del rotolo, si estende per valori lineari maggiori rispetto ai nastri adesivi di tipo tradizionale (ad esempio in polipropilene orientato biassiale, conosciuto con l?acronimo BOPP), con evidenti vantaggi sia per l?utilizzatore finale (maggiore autonomia d?uso del singolo rotolo) che logistici (maggiore quantit? di metri quadri a parit? di volume);

- il nastro in oggetto ha una maggiore resistenza meccanica (ad esempio per sollecitazioni di trazione) rispetto ad un nastro adesivo tradizionale (ad esempio in polipropilene orientato biassiale, conosciuto con l?acronimo BOPP) di pari grammatura al metro quadro del supporto;

- possibilit? di utilizzare dei supporti con grammature al metro quadro inferiori la qual cosa comporta un migliorato impatto ambientale, poich? con il nastro oggetto del presente trovato si riducono (in termini di peso) gli scarti relativi al materiale utilizzato, e si ottiene una ottimizzazione dei processi produttivi, potendo di fatto usare bobine madri del supporto pi? lunghe, riducendo conseguentemente i fermi macchina produttivi;

- il nastro adesivo oggetto dell?innovazione aderisce meglio al pacco o alla scatola da chiudere, perch? grazie allo spessore ridotto del supporto pu? copiare meglio il profilo e la conformazione superficiale dell?oggetto da rivestire; in questo modo ? richiesta, quindi, una quantit? minore di colla a parit? di efficacia adesiva;

- il nastro adesivo oggetto del trovato, nel caso di utilizzazione di colle acriliche che non comportano l?uso di distaccanti, non necessita del trattamento del dorso per renderlo polare (cosa necessaria in molti casi per poter rendere lo svolgimento silenzioso/poco rumoroso), come invece ? richiesto nel caso di nastri adesivi che hanno il polipropilene come struttura di base;

- ? possibile stampare il presente nastro adesivo, quando realizzato con colla acrilica, anche sulla faccia esterna (lato opposto a quello adesivizzato) senza alcun trattamento corona;

- in caso di colle hot-melt si ottiene un migliore ancoraggio del distaccante (release), necessario con questo tipo di masse adesive per poter permettere lo svolgimento.

A questo risultato si ? pervenuti, in conformit? della presente innovazione, adottando l'idea di realizzare un nastro adesivo per imballaggio avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1.

Altre caratteristiche del presente trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. I vantaggi della presente innovazione saranno pi? evidenti grazie alla descrizione che segue, fatta con riferimento alle figure allegate, da intendersi in senso esemplificativo e non limitativo, in cui:

- la Fig.1 ? una vista prospettica schematica di un rotolo di nastro autoadesivo realizzato in conformit? del trovato;

- la Fig. 2 ? una vista laterale dell?esempio di Fig.1;

- la Fig. 3 ? una vista laterale ingrandita di una possibile forma di attuazione di un nastro in conformit? del trovato;

- - la Fig. 4 mostra schematicamente un possibile esempio delle fasi produttive di un nastro adesivo in conformit? dell?innovazione.

Oggetto della presente innovazione ? un rotolo di nastro autoadesivo (contrassegnato con 1 nei disegni), utilizzabile per imballaggio, ovvero per unire tra loro scatole, contenitori, loro parti, ecc..

Il rotolo (1) ? sostanzialmente composto da un?anima centrale (2) e da un nastro (3) avvolto attorno alla stessa anima (2) per formare il corpo o parte utile (33) del rotolo. L?anima centrale (2) pu? essere realizzata in cartone ed avere un diametro (D2) variabile tra 20 e 160 mm.

Il nastro (3) ? formato da un film (30) sul quale ? fatto aderire, ad esempio spalmato, uno strato di adesivo (31) che fornisce il potere adesivo al nastro. La larghezza (L3) ? variabile in funzione della destinazione d?uso del nastro adesivo (3).

Vantaggiosamente, in conformit? del trovato il film che costituisce la struttura di supporto (30) del nastro ? in Polietilene Tereftalato o PET riciclato per almeno il 50%. La percentuale di PET riciclato pu? arrivare ad un valore prossimo al 100%, ad esempio 85% o anche 90%.

In particolare, si tratta di un film (di natura non tessile) in PET con uno spessore (H30) compreso tra 8 e 23 ?m.

In una forma di realizzazione particolarmente efficace lo spessore (H30) pu? essere compreso tra 8 e 15 ?m.

Lo strato di colla ha una grammatura compresa tra 8 e 32 grammi al metro quadro, con una forma di realizzazione particolarmente efficace compresa tra 8 e 22 grammi al metro quadro.

Il diametro (D1) del rotolo (1) pu? essere variabile e sar? determinato dal diametro totale del nastro, dal diametro (D2) dell?anima centrale specifica e dallo spessore della base in PET scelta cos? come da quello della massa adesiva applicata.

In fase di produzione del presente trovato, ? possibile utilizzare bobine di materiale (PET in film riciclato) di lunghezza molto elevata; questo determina un aumento della produttivit? grazie alla diminuzione dei tempi morti, ovvero dei rallentamenti, causati dal cambio della bobina; inoltre, la necessit? di un numero minore di bobine determina un minore apporto di scarti.

Sul film che definisce la base (30) del nastro (3) possono essere utilizzati differenti tipi di adesivo (31) per determinarne il potere adesivo come, ad esempio, colle acriliche o hot-melt (dette anche HM nella presente descrizione).

Nel caso delle colle acriliche, rispetto alle tecniche note, ? possibile stampare sulla faccia esterna (32) senza alcun trattamento, come invece ? necessario per nastri tradizionali che hanno bisogno, ad esempio, di un trattamento corona.

Sempre utilizzando come adesivo una colla acrilica, il nastro in PET riciclato oggetto del trovato non ha bisogno di alcun trattamento sul dorso per incrementare la polarit? ed ottenere cos? nastri silenziosi/poco rumorosi. Di fatto la rumorosit? ? determinata dalle vibrazioni del film in fase di svolgimento. Nei nastri tradizionali con supporti di polipropilene aumentando la polarit? del dorso (lato opposto a quello adesivizzato) mediante trattamento corona si aumenta conseguentemente l?interazione tra la massa adesiva ed il dorso: questo comporta uno svolgimento pi? duro, ma pi? omogeneo, il che determina a sua volta una diminuzione delle vibrazioni in fase di svolgimento e conseguentemente una minore rumorosit? (si parla di fatto di nastri low noise o no noise a seconda del livello di rumorosit? dipendente a sua volta dalla forza adesiva e dal livello di trattamento). Nel caso del PET che ha gi? una elevata polarit? intrinseca (misurata in termini di bagnabilit? e generalmente > 40 DIN/cm) dovuta alla sua composizione chimica, non ? necessario effettuare trattamento corona, il che comporta evidenti vantaggi produttivi, economici e di sicurezza sul lavoro (il trattamento corona in aria, il pi? comune, comporta di fatto la produzione di ozono che deve essere opportunamente rimosso mediante aspirazione per tutelare la salute dell?operatore). Quando sul film (30) viene spalmato un adesivo (31) di tipo hot-melt, ovvero un adesivo termofusibile, si ottiene un ancoraggio maggiore del distaccante (release) e ci? sempre grazie alla maggiore polarit? del supporto in PET, rispetto ad altri supporti tradizionali, che permette cos? un maggiore ancoraggio del distaccante grazie a forze d?interazione di vario genere come ad esempio legami ad idrogeno, forze di Van Der Waals, ecc.

Inoltre, il nastro (3) pu? vantaggiosamente essere stampato mediante la cosiddetta tecnica sandwich, ovvero con stampa protetta; in pratica, la stampa viene effettuata su di un lato (34) del film (30) in PET e successivamente sullo stesso lato viene applicato l?adesivo. In questo modo, la stampa si trova compresa tra due strati saldamente uniti tra loro: il film (30) da una parte e la colla (31) dall?altra.

Da quanto espresso, risultano evidenti i vantaggi della presente innovazione perch? un nastro con supporto realizzato con film in PET mostra svariati vantaggi rispetto ad uno che ha un supporto in BOPP.

Prove sperimentali eseguite dalla Richiedente hanno evidenziato, tra l?altro, i seguenti vantaggi:

- si utilizza una quantit? minima di materia prima vergine, contribuendo alla riduzione dell?inquinamento grazie al riciclo del PET;

- i carichi di rottura per un nastro con film in PET riciclato sono assimilabili a quelli di supporti in BOPP con spessori superiori del 50 %: ovvero un 15 ?m ha un carico a rottura analogo ad un BOPP di 23 ?m, un 12 ?m assimilabile a quello di un 19 ?m in BOPP, ed un 23 ?m ce l?ha analogo ad un 35 ?m in BOPP;

- i nastri adesivi in PET hanno maggiore planarit? e stabilit? dimensionale rispetto ad un nastro adesivo tradizionale in BOPP;

- i nastri adesivi in PET hanno maggiore resistenza alla temperatura rispetto ad un nastro adesivo tradizionale in BOPP, soprattutto a quelle alte.

Tutto ci? permette di poter ricorrere a supporti pi? fini, con numerosi vantaggi: - maggiore conformabilit? al supporto dove viene applicato il prodotto, facilitando quindi l?adesione al supporto anche in casi di non perfetta pressione applicata;

- maggiore autonomia, in termini di metri lineari, a parit? di diametro del rotolo: questa caratteristica permette di ottimizzare la produttivit?, riducendo i cambi macchina, ed ottimizzare i trasporti (molto meno volume a parit? di metri quadri e manicotti);

- taglio facilitato ottimale, essendo intermedio tra quello di un nastro in PVC (che si deforma molto nel momento in cui si effettua il taglio) e quello di un nastro in BOPP con easy tear (che si strappa invece troppo facilmente).

Rispetto a supporti in PVC ulteriori vantaggi sono da ricercarsi anche nella sostenibilit? ambientale del prodotto: i nastri in PVC di fatto hanno dei processi di produzione, (sia per quanto concerne il supporto che per quanto concerne la massa adesiva) che non possono essere definiti come eco-friendly. I nastri in PET invece, sia con masse adesive acriliche che con masse hot melt, mostrano un impatto ambientale molto pi? limitato.

Particolarmente vantaggiosi sono i rapporti tra il diametro del rotolo e la lunghezza del nastro adesivo. In particolare, per nastri in PET con colla hot-melt neutri (non stampati), ? vantaggiosamente utilizzabile come supporto un film da 12 ?m; in questo caso il manicotto o anima (2) potr? essere solamente di 50,8 mm (2 pollici), in modo da ottenere un ottimo rapporto compattezza/autonomia; anche con un film in PET da 15 ?m si ottengono ottimi rapporti compattezza/autonomia utilizzando un?anima da 50,8 mm o 76,2 mm (2 pollici o 3 pollici). Le grammature di colla saranno analoghe a quelle dei prodotti in BOPP; conseguentemente anche le prestazioni della massa adesiva riscontrabili in laboratorio (prove di peel e tack ad esempio) saranno analoghe; i vantaggi del supporto fine renderanno per? in termini pratici la efficienza adesiva maggiore, come specificato sopra.

Per nastri con hot melt stampato ? risultato particolarmente vantaggioso l?uso di un supporto da 15 ?m con manicotto da 50,8 mm o 76,2 mm (2 o 3 pollici). Le grammature di colla sono analoghe a quelle dei prodotti in BOPP; conseguentemente anche le prestazioni della massa adesiva riscontrabili in laboratorio (prove di peel e tack ad esempio) saranno analoghe; i vantaggi del supporto fine renderanno per? in termini pratici la efficienza adesiva maggiore, come specificato sopra.

Nel caso di nastro con colla in acrilico (neutro, stampato e stampabile) ? vantaggioso l?uso di un supporto da 23 ?m, con l?ausilio di un primer (che ottimizza l?adesione della colla al supporto) e con grammatura colla pi? alta, collocando cos? il prodotto (visti anche i vantaggi tecnici elencati sopra) nella fascia alta della gamma di prodotti da imballo.

Altro grande vantaggio si riscontra, per la versione stampabile, nel fatto che non deve essere effettuato il trattamento corona prestampa, grazie alla polarit? intrinseca del supporto. Ricordo infatti che il trattamento corona nella fase di stampa da sopra ? sempre una fase delicata e non auspicabile: di fatto un trattamento troppo alto potrebbe comportare dei difetti a livello di svolgimento (con possibile perdita di colla sul dorso o una rottura allo svolgimento), mentre un trattamento troppo basso potrebbe comportare un non perfetto ancoraggio della stampa (con possibile controstampa). Oltretutto il trattamento corona richiede dei costi energetici e sottopone l?operatore all?esposizione all?ozono (sottoprodotto del trattamento corona con plasma di aria). La possibilit? di taglio facilitato e l?elevata adesione della colla al supporto, rendono in nastro con colla acrilica (sia neutro che stampato) un?ottima alternativa ai nastri in PVC che vengono molto spesso utilizzati dai produttori di mobili grazie alle loro caratteristiche di ?removibilit?? (pur se in presenza di elevata adesivit?) e facilit? di applicazione (grazie al taglio facilitato).

I vantaggi misurabili della presente innovazione sono relativi, principalmente, alla resistenza meccanica: il PET ha un carico di rottura che ? un 50% maggiore rispetto al BOPP di spessore equivalente (secondo metodologia AFERA 5004). In pratica, un nastro con supporto in PET da 23 ?m offrir? resistenze allineate a quelle di un nastro con supporto in BOPP da 35 ?m. Ed uno con supporto da 15 ?m in PET a quelle di uno con supporto da 23 ?m in BOPP.

A livello di adesivit? (prova peel 180? su acciaio, secondo metodologia AFERA 5001) si pu? osservare anche una maggiore adesione (aumento di circa il 20%) che appare dovuta principalmente allo spessore ridotto che modifica leggermente l?angolo di attacco (che nominalmente sarebbe 180? ma ? influenzato dallo spessore: uno spessore pi? elevato riduce l?angolo effettivo nella zona di distacco) e facilita l?adesione nel tempo ridotto richiesto dalla prova. Da questo risultato si pu? evincere che anche l?applicazione su cartone (carton sealing - chiusura scatole) sar? migliore grazie allo spessore ridotto che facilita l?adesione.

Grazie alla presente innovazione ? possibile fornire rotoli di nastro adesivo presentanti delle lunghezze estremamente elevate in rapporto al diametro totale (D1) del rotolo (1).

Dai dati di Tabella 1 sono evidenti i vantaggi in termini dimensionali dei rotoli degli esempi utilizzati. La prima riga si riferisce ad un nastro con supporto in PET da 15 ?m con 17 gsm di colla HM ed anima da 76,2 mm (3 pollici); la seconda riga si riferisce ad un equivalente con supporto in BOPP da 23 ?m con 17 gsm di colla HM ed anima da 76,2 mm (3 pollici); la terza riga si riferisce ad un nastro con supporto in PET da 23 ?m con 21 gsm di colla acrilica ed anima da 76,2 mm (3 pollici); la quarta riga si riferisce ad un equivalente nastro con supporto in BOPP da 35 ?m con 21 gsm di colla acrilica ed anima da 76,2 mm (3 pollici). La differenza in termini di metraggio ? netta.

Tabella 1

In Tabella 2 ? mostrato come sia vantaggioso il nastro (1) dell?innovazione anche utilizzando un?anima (2) da 25,4 mm (1 pollice).

Tabella 2

In Fig. 4 ? schematicamente mostrato come realizzare un nastro in conformit? dell?innovazione

Il procedimento per la realizzazione del rotolo di nastro adesivo comprende le seguenti fasi: svolgere da una bobina (300) un film (non tessile) in PET riciclato per almeno il 50%. In Fig. 4 la freccia (F) indica la direzione di svolgimento del film. Successivamente, in funzione del tipo di colla utilizzata, il procedimento prevede di applicare la colla nel caso di colla hot-melt direttamente in una prima stazione (301) oppure, nel caso di colla acrilica, di applicare la colla dopo la precedente applicazione di un primer in una seconda stazione (302) posta a monte della precedente.

In particolare, il procedimento di formazione del nastro adesivo (1) prevede di svolgere una bobina (300) di diametro 600-800 mm / larghezza 775-1530mm / peso 500-650 Kg con una forza di trazione compresa tra 120 N e 300 N. In particolare, il materiale che forma il film sbobinato ? PET riciclato al 85%, con una densit? di circa 1,39 g/m<3>.

Inoltre, nel caso di utilizzo di colla hot-melt, il nastro (30) svolto dalla bobina (300) viene trascinato con una forza (T) di trazione pari a 280 N (per bobine di PET spessore 15 ?m di diametro 640mm, larghezza 1530 mm, peso 650 Kg) fino ad una prima stazione (302) nella quale ? previsto un rullo applicatore (5) che preleva l?agente distaccante (release) da un serbatoio (6) e, grazie ad un rullo di contrasto (4), applica il release sul lato esterno (32) del supporto (30). Di seguito il nastro raggiunge una seconda stazione (301) nella quale ? previsto una testa di spalmatura (8) che riceve la colla da un serbatoio (9) e grazie ad un rullo di contrasto (7) la applica sul supporto (30). La quantit? di adesivo applicata ? regolata dalla portata (P2) della pompa che porta la colla alla testa di spalmatura.

Nel caso di utilizzo di colla acrilica, il nastro (30) svolto dalla bobina (300) viene trascinato con una forza (T) di trazione pari a 300-400N (per bobine di PET spessore 23 ?m di diametro 780mm, larghezza 775 mm, peso 500 Kg) passando a monte della seconda stazione (301) da una stazione supplementare (303) nella quale ? previsto un rullo applicatore (5?) che preleva il primer da un serbatoio (6?) e, grazie ad un rullo di contrasto (4?), applica il primer sul supporto (30) il quale viene quindi portato alla successiva stazione (301) nella quale ? previsto un rullo applicatore (8) che preleva la colla da un serbatoio (9) e tramite barra mayer applica la colla sul supporto (30). L?applicazione della colla acrilica ? regolata da un freno, la cui forza (P2) applicata ? quantificabile in 360-400 N. L?applicazione della colla acrilica ? regolata anche dalla velocit? di rotazione della barra mayer o barra di spalmatura, che ? quantificabile in percentuale rispetto alla velocit? della linea in 30-100%.

L?applicazione del Primer pu? essere effettuata in una linea dedicata in cui il film viene trascinato con una forza (T) di trazione pari a 120-180 N e riavvolto con le stesse impostazioni di forza (T) di trazione. In questo caso l?applicazione del primer avviene mediante flessografia.

Altri tipi di colla utilizzabili per la produzione di nastri adesivi sono ad esempio a base gomma naturale (detti ?a solvente? perch? prevedono utilizzo di solvente organico nel processo di produzione).

Quanto descritto ed illustrato ha valore esemplificativo e non limitativo di qualsiasi modifica o variante rientrante nell?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI

1. Rotolo di nastro autoadesivo per imballaggio, del tipo formato da un?anima interna sulla quale ? avvolto un nastro in materiale plastico reso adesivo tramite associazione di un adesivo, caratterizzato dal fatto che detto nastro (3) ? composto da un film (30) in Polietilene Tereftalato riciclato per almeno il 50% e avente uno spessore compreso tra 5 e 23 ?m ed uno strato di colla (31) avente una grammatura compresa tra 8 e 32 grammi al metro quadro.

2. Rotolo di nastro adesivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il Polietilene Tereftalato riciclato contenuto nel film (30) ? tra 80% e 90%.

3. Rotolo di nastro adesivo secondo la rivendicazione 1 e/o 2 caratterizzato dal fatto che lo strato di colla ? scelto dal gruppo comprendente colla acrilica, colla hot-melt, colla a base gomma naturale.

4. Rotolo di nastro adesivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il nastro (3) viene stampato sulla faccia superiore o esterna (32) senza trattamento.

5. Rotolo di nastro adesivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il nastro (3) viene stampato mediante tecnica sandwich, ovvero con stampa protetta: la stampa essendo effettuata su di un lato (34) della struttura (30) in PET e successivamente sullo stesso lato viene applicato l?adesivo, cos? che la stampa si trova compresa tra due strati saldamente uniti tra loro: la struttura di base (30) da una parte e la colla (31) dall?altra.

6. Rotolo di nastro adesivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la struttura di base (3) in PET ha uno spessore compreso tra 8 e 15 ?m e che lo strato di colla ha una grammatura compresa tra 8 e 22 grammi al metro quadro.

7. Rotolo di nastro adesivo secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che con un?anima (2) di diametro (D2) pari a 76,2 mm il rotolo (1) ha una lunghezza di 90 m ed un diametro esterno di 97,3 mm con una grammatura di 17 grammi al metro quadro ed un diametro esterno di 104,1 mm con una grammatura di 21 grammi al metro quadro.

8. Rotolo di nastro adesivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che con un?anima (2) ha un diametro (D2) pari a 25,4 mm il rotolo (1) ha una lunghezza di 90 m ed un diametro esterno di 65,6 mm con una grammatura di 17 grammi al metro quadro ed un diametro esterno di 75,4 mm con una grammatura di 21 grammi al metro quadro.

9. Rotolo di nastro adesivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ? ricavato da una bobina (300) un film in Polietilene Tereftalato riciclato per l?85%.