IT9003535A1 - Metodo per la realizzazione di un materiale laminato a nastro, e materiale ottenuto con tale metodo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

"METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN MATERIALE LAMINATO A NASTRO E MATERIALE OTTENUTO CON TALE METODO"

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si inserisce nel particolare settore tecnico concernente i materiali laminati a nastro, del tipo costituiti da uno strato di supporto di carta , o cartoncino, e da strati di materiale termoplastico (es: polietilene) applicati sulle facciate del laminato; in taluni casi, allo scopo di aumentare la protezione del contenuto contro gli agenti esterni, è altresì previsto, in posizione intermedia, una pellicola metallica (es: di alluminio).

I suddetti materiali laminati a nastro vengono utilizzati per realizzare contenitori del tipo a perdere, ad es: liquidi alimentari, e non, per latte, vino, acqua, succhi e sciroppi di frutta, ecc.

Tali contenitori sono ottenuti in vario modo, ad esempio definendo una forma tubolare, ottenuta unendo tra loro, mediante un giunto di sigillatura, i bordi longitudinali del nastro continuo, con detta forma tubolare riempita con il contenuto prefissato e progressivamente sigillata mediante giunti trasversali di saldatura, regolarmente equidistanziati rispetto all'asse di tale forma tubolare .

La contemporanea recisione di detta forma tubolare in corrispondenza dei giunti trasversali, definisce porzioni sigillate che vengono modellate, tramite piegatura, allo scopo di ottenere contenitori della forma voluta.

Sono noti ulteriori tipi di contenitori, del tipo a perdere, ottenuti da materiali laminati a nastro mediante recisione e piegatura di porzioni di detto nastro che vengono sigillate mediante idonei giunti di saldatura orientati in vario modo.

Nel caso in cui i giunti di sigillatura siano ottenuti mediante sovrapposizione di due bordi del nastro, uno di detti bordi è assoggettato all'azione del contenuto, cioè del liquido presente nel contenitore.

Tale liquido viene facilmente assorbito dallo strato di supporto, costituito da carta o cartoncino, il che in presenza di liquidi sterili, peraltro confezionati in ambiente asettico, non è in alcun modo accettabile.

Per evitare l'aspetto svantaggioso appena richiamato, è necessario sigillare il bordo interno del giunto a sovrapposizione, in modo che venga evitato il contatto di tale bordo con il contenuto.

E' da evidenziare che la sigillatura del bordo interno del giunto a sovrapposizione è più accentuata per le confezioni di contenuti (liquidi) sterili, ma è spesso richiesta anche in confezioni non antisettiche per prevenire l'assorbimento del contenuto da parte del citato bordo interno, in quanto in certi casi tale assorbimento può indebolire la rigidità dello strato di supporto del materiale da confezionamento, quindi la rigidità dell'intera confezione, compromettendone altresì anche l 'estetica.

In un metodo noto, il bordo interno del giunto longitudinale viene coperto mediante una striscia longitudinale di plastica, che avanza in relazione di fase con la definizione di detta forma tubolare, e saldata al rivestimento interno di plastica della forma tubolare di materiale laminato, su entrambi i lati del bordo interno del giunto.

E' noto anche il fatto di rendere solidali l'una all'altra le superfici interne del nastro in corrispondenza del giunto, o il fatto di ripiegare uno dei bordi del nastro, previo suo assottigliamento.

Tale operazione di piegatura, oltre ad essere complessa, non assicura la tenuta dei giunti di sigillatura trasversali, in quanto interferenti con il giunto di sigillatura longitudinale della forma tubolare.

In un altro metodo noto è prevista l'applicazione di uno strato di resina sintetica sul bordo interno del giunto; tale modo di operare è complesso, e costoso, e può portare a condizioni non sterili se tale strato non risulta perfettamente centrato rispetto al bordo da sigillare.

In un ulteriore metodo noto, lo strato interno di resina sintetica sporge con una striscia oltre il margine dello strato di supporto.

Successivamente alla definizione del giunto, l'interno di detta striscia viene saldato al rivestimento interno di resina sintetica relativo ad una zona del bordo esterno del giunto, con detta zona adiacente al giunto stesso: ciò assicura la sigillatura del bordo interno del predetto giunto.

Il fatto di realizzare materiali laminati a nastro provvisti di detta striscia sporgente, comporta svariati inconvenienti derivanti dalla scarsa resistenza meccanica della striscia che, sporgendo dal nastro, deve essere accuratamente protetta durante lo stoccaggio, il trasporto, la manipolazione e l'utilizzazione del nastro all'atto del confezionamento dei contenitori.

Come già ricordato la sigillatura del bordo interno del giunto è necessaria per contenuti sterili consigliabile ( per questioni di affidabilità della confezione) per confezioni non antisettiche.

In presenza di contenuti sterili occorre realizzare un confezionamento antisettico il che, sovente, prevede il riscaldamento della parte interna della forma tubolare la cui intensità è tale da interessare lo strato di supporto .

La carta, o il cartoncino, costituenti tale strato, contengono acqua che evaporando in parte, genera bollicine di vapore il che, in tutte le forme di realizzazione sopra richiamate, può provocare scoppi nel citato giunto longitudinale della forma tubolare di materiale laminato da confezionamento.

Tali scoppi, interessanti lo strato interno di resina sintetica, non possono essere consentiti in una confezione antisettica, in quanto i batteri del materiale laminato possono penetrare nel contenitore ed infettare il contenuto sterile.

Il suddetto inconveniente viene in gran parte eliminato nel caso in cui nel materiale laminato risulti presente la pellicola metallica; infatti quest'ultima limita a valori accettabili il riscaldamento dello strato di supporto, ma non protegge il bordo interno del giunto, cosicché le bollicine di vapore si generano in corrispondenza di quest'ultimo ed esiste il concreto rischio di rottura della striscia, o strato, dì resina sintetica posto a protezione (sigillatura) dello stesso bordo interno.

Tale inconveniente è superato (brevetto USA N° .256.791) se la striscia di resina sintetica, sporgente dal margine dello strato di supporto, è associata ad una striscia di pellicola metallica che si estende dal bordo interno in modo da coprire interamente quest'ultimo sì da proteggerlo dal riscaldamento.

La soluzione appena richiamata se da un lato risolve il problema della protezione dal calore del bordo interno del giunto, dall'altro lato comporta svariati inconvenienti derivanti dalla scarsa resistenza meccanica delle due strisce, rispettivamente di resina sintetica e metallica, che, sporgendo dal nastro (in particolare dallo strato di supporto) devono essere accuratamente protette durante lo stoccaggio, il trasporto, la manipolazione e l'utilizzazione del nastro.

La prerogativa della presente invenzione è quella di proporre un metodo con il quale realizzare un materiale laminato a nastro, particolarmente indicato per il confezionamento di contenitori, in cui le testate longitudinali dello strato di supporto del materiale laminato risultino sigillate.

Ancora una prerogativa dell'invenzione è quella di proporre un materiale laminato a nastro, che, oltre a soddisfare la precedente prerogativa, non comporti particolari problemi per quanto concerne lo stoccaggio, il trasporto, la manipolazione e l'utilizzazione all'atto del confezionamento del contenitore.

Le suindicate prerogative vengono ottenute in accordo con quanto proposto nelle rivendicazioni.

Le caratteristiche dell'invenzione sono evidenziate nel seguito, con particolare riferimento alle allegate tavole di disegno in cui:

- la fig.1 illustra, schematicamente, l'apparecchiatura che attua il metodo proposto;

- le figg.2,3,4 e 5 illustrano le viste rispettivamente delle sezioni II-II, III-III, IV-IV, V-V, di figura 1; - la fig.6 illustra, schematicamente, una variante di detta apparecchiatura;

- la fig.7 illustra, schematicamente, una ulteriore variante dell'apparecchiatura;

- le figg.8,9,10 illustrano rispettvamente le viste delle sezioni VIII-VIII, IX-IX, X-X, di fig.7;

- le fig.113,11b, 11c, 11d illustrano le medesime sezioni di cui alle figure 2,3,4 e 5 con riferimento alla variante di fig.7;

- la fig.12 illustra, in scala ingrandita, il particolare X di fig.5;

- la fig.13 illustra una variante, rispetto alla fig.12, della sigillatura della testata longitudinale di un nastro di materiale laminato;

le figg.14a,14b, illustrano, in scala ingradita, un giunto a sovrapposizione ottenuto con le soluzioni costruttive di cui, rispettivamente, alle fig.12 e 13.

Con riferimento alle figure da 1 a 5, con 10,20 sono state indicate due strisce (illustrate parzialmente) di carta, o cartoncino.

Ogni striscia 10, 20, ha uno spessore prefissato (funzione della resistenza meccanica del relativo materiale laminato a nastro, di cui si dirà nel seguito), e una larghezza identificantesi con la larghezza dello strato di supporto di detto materiale. Le testate contrapposte 10a,20a di dette strisce risultano separate da uno spazio S (fig.2).

In fig.2 sono riportate, parzialmente, due sole strisce; le strisce affiancate possono essere in numero maggiore di due, a costituire una serie di strisce, oppure può essere prevista anche una sola striscia.

Dette strisce sono fornite da una stazione di alimentazione 1 di tipo noto, ad esempio identificantesi (fig.6) in bobine affiancate 2, separate del citato spazio S l'una dall'altra, a valle delle quali è posto un rullo deviatore 3;le bobine possono anche essere strette a pacco e, in tal caso, a valle delle stesse, rulli separatori provvedono a distanziare le strisce del citato spazio S.

Le strisce 10,20, trascinate secondo H mediante organi noti, non illustrati, transitano, nell'ordine, in una prima stazione di estrusione E1, in una seconda stazione di estrusione E2, ed infine in una stazione di recisione R.

Nella prima stazione El un organo estrusore 5 provvede ad applicare, in continuo, uno strato 6 di resina sintetica termoplastica (ad est polietilene) sulle facciate 10b,20b, situate da una stessa parte, delle strisce 10,20.

Tale strato ha una larghezza almeno uguale (preferibilmente superiore) all'ingombro trasversale di detta serie di strisce, in modo da interessare, senza soluzione di continuità, il citato spazio S, secondo una prima porzione longitudinale contrassegnata con il riferimento 7 (fig.3).

L'applicazione di detto strato è resa ottimale dall'azione esplicata da rulli di pressione e raffreddamento 8.

Lo strato estruso 6 può essere, all'occorrenza, integrato con un foglio 6a di resina sintetica termoplastica (ad esempio indicato dai tecnici del settore, come polietilene lineare), svolgentesi da una bobina 9 rappresentata con una linea tratteggiata in fig.l. Il complesso 11 (fig.3) costituito dalle strisce 10,20 mutuamente collegate dallo strato 6 applicato sulle facciate 10b,20b delle medesime, mediante rulli 12a,12b,12c (posti a monte della seconda stazione E2) viene progressivamente ruotato di 180° (rovesciato). Nella stazione E2 un organo estrusore 13 provvede ad applicare, in continuo, un secondo strato 14 di resina sintetica termoplastica (es: polietilene) sul complesso 11, più precisamente dalla parte delle facciate 10c, 20c delle strisce 10,20 non interessate dal primo strato 6; la larghezza di tale strato 14 è almeno pari alla larghezza dello strato 6.

Quest'ultima applicazione è resa ottimale dall'azione esplicata da rulli di pressione e raffreddamento 15. E'da evidenziare che il secondo strato 14 risulta applicato, mediante una seconda porzione longitudinale 16, anche sulla porzione 7 del primo strato 6 interessante il citato spazio S; ciò determina, per l'azione del calore apportato dallo strato 14 in combinazione con l'azione dei rulli 15, la mutua saldatura delle porzioni 7,16 rispettivamente del primo strato 6 e secondo strato 14 (fig.4); viene in tal modo a definirsi un giunto longitudinale di saldatura G . Il complesso 18, costituito dalle strisce 10,20 mutuamente collegate dagli strati di resina termoplastica 6,14, viene dapprima deviato, mediante un rullo 17, e successivamente assoggettato all'azione di organi di recisione 19, situati nella stazione R, posizionati in corrispondenza del piano K (fig.4) intermedio rispetto alle citate porzioni mutuamente saldate 7,16.

La recisione di dette porzioni 7,16 definisce due giunti longitudinali di sigillatura Gl delle testate longitudinali di altrettanti nastri 21 di materiale laminato .

I nastri 21 sono in numero uguale alle strisce 10,20. Detti nastri si avvolgono su corrispondenti bobine 22 motorizzate, in maniera nota, nel verso N. Ciascun nastro 21, così ottenuto, è quindi costituito da uno strato di supporto (identificantesi con la striscia 10 , 20 di carta o cartoncino) da uno strato interno di polietilene (identificantesi con il primo strato 6) e da uno strato esterno di polietilene (identificantesi con Il secondo strato 14).

I bordi longitudinali 6a,14a dei citati strati, fuoriescono rispetto allo strato di supporto 10,20 e risultano, come ricordato, resi mutuamente solidali, nonché a tenuta, mediante i citati giunti di giunzione e sigillatura Gl.

Ne consegue che le testate longitudinali 10a,20a dello strato di supporto risultano, conseguentemente, sigillate .

Il nastro 21, così ottenuto, viene vantaggiosamente utilizzato per il confezionamento di contenitori.

La realizzazione, durante tale confezionamento, di un giunto a sovrapposizione Y (fig.14a), è oltremodo semplice e non comporta operazioni accessorie (oltre a quanto richiesto per la definizione del giunto) per sigillare il bordo interno I di tale giunto, in quanto la testata longitudinale dello strato di'supporto 20 di tale bordo, è già sigillata.

Viene in tal modo evitato l'assorbimento, da parte dello strato di supporto 20, del contenuto del contenitore. In definitiva il metodo proposto consente di realizzare un nastro, di materiale laminato, con le testate longitudinali già sigillate, con tutti gli aspetti vantaggiosi che ciò comporta.

I giunti longitudinali Gl sono ottenuti all'atto della realizzazione del nastro 21 di materiale laminato per cui presentano una notevole resistenza meccanica, in particolare alle sovrappressioni originate dalla vaporizzazione dell'acqua, presente nello strato di supporto, provocata dal riscaldamento del materiale conseguente al trattamento antisettico del contenitore all'atto del suo confezionamento.

Vengono in tal modo evitati gli scoppi dei giunti G1, con tutte le implicazioni positive che ciò comporta. In fig.12 il giunto G1 ò definito dai bordi 6a,14a, rispettivamente a sviluppo piano ed incurvato; tale forma è illustrata a titolo esemplificativo, in quanto detti bordi 6a,14a possono essere piegati, simmetricamente rispetto ad un piano orizzontale, come illustrato in fig.13, nonché in fig.14b ove è raffigurato il relativo giunto a sovrapposizione Y.

Le figg.12 e 13 illustrano due possibili conformazioni del giunto G1; sono possibili ulteriori conformazioni, intermedie rispetto a quelle illustrate.

La conformazione del giunto può essere imposta mediante mezzi convenzionali, agenti nelle stazioni E1, E2 in corrispondenza dello spazio S, tali da intervenire sulle porzioni 7,16, degli strati 6,14, quando la resina termoplastica è ancora sufficientemente plastica.

E' noto che i materiali laminati a nastro possono comprendere almeno una pellicola metallica, (ad es: di alluminio) .

in tale caso a monte della prima stazione E1 è prevista l'apparecchiatura di cui alla fig.7.

Tale apparecchiatura comprende una bobina 25 da cui si svolge, in maniera di per sè nota, un foglio 26 di carta o cartoncino.

Detto foglio transita in una terza stazione E3 nella quale un terzo estrusore 27 provvede ad applicare, in continuo, su una facciata di tale foglio, uno strato 28 di resina sintetica termoplastica, ad es. polietilene. In tale stazione E3, sul citato strato 28 viene applicata una pellicola metallica 29 svolgentesi da una bobina 30.

Dette applicazioni sono rese ottimali mediante rulli di pressione e raffreddamento 31.

Il complesso 32, costituito dal foglio 26, dallo strato 28 e dalla pellicola 29, transita in una seconda stazione di recisione R2 ove organi taglienti 33 provvedono a recidere longitudinalmente, in continuo, tale complesso in corrispondenza di piani W (fig.10). A valle della stazione R2 idonei organi 34, di tipo noto, provvedono a distanziare trasversalmente, secondo spazi S, le strisce 110,120 ottenuti dalla precedente recisione.

In tali strisce risulta definito uno strato di supporto 10,20, di carta o cartoncino, su una facciata del quale è applicato uno strato 28 di polietilene, sul quale è applicata la pellicola metallica 29.

Le strisce 110,120, trascinate secondo H, risultano assoggettate, nelle stazioni E1 , E2, R, alle medesime fasi precedentemente descritte, ottenendosi, in tal modo, il materiale laminato a nastro illustrato, nelle sue fasi progressive, nelle figg.11a,11b,11c,11d.

E' da evidenziare inoltre che i giunti G1 oltre ad essere particolarmente robusti, risultano anche flessibili; tali peculiarità consentono di effettuare, senza particolari precauzioni, lo stoccaggio e il trasporto delle bobine di nastri 21 i quali risultano manipolabili con estrema semplicità, senza che ciò comporti rotture e/o lacerazioni dei giunti G1, con tutti gli aspetti positivi, ben noti agli esperti del settore, che ciò comporta.

Lo strato di supporto può essere costituito da un cosiddetto accoppiato, ad esempio costituito da carta, o cartoncino, e da una pellicola metallica (es:alluminio). E' da evidenziare che è possibile ottenere nastri 21 con una sola testata sigillata, cioè interessata dal giunto G1; tale testata definirebbe il bordo interno I del giunto a sovrapposizione Y.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti di natura pratico-applicativa (ad esempio a valle della stazione E2 possono essere previsti organi per completare, o ottimizzare, la termosaldatura delle porzioni 7,16), si intendono rientranti nell'ambito protettivo dell'invenzione come nel seguito rivendicata.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la realizzazione di un materiale laminato a nastro, caratterizzato dal fatto di comprendere le sottoelencate fasi ottenimento di una serie di strisce 10,20,110,120 distanziate trasversalmente; - applicazione di un primo strato continuo 6 di resina sintetica termoplastica sulle facciate 10b,20b di dette strisce rivolte da una stessa parte, con detto strato di larghezza almeno uguale all'ingombro trasversale di detta serie di strisce in modo da interessare, senza soluzione di continuità, le citate facciate nonché gli spazi S esistenti tra le testate longitudinali contrapposte 10a,20a di dette strisce mediante corrispondenti prime porzioni longitudinali 7; - applicazione di un secondo strato 14 di resina sintetica termoplastica sulle restanti facciate 10c,20c di dette strisce, con detto secondo strato 14 di larghezza almeno pari alla larghezza del precedente primo strato 6 in modo da interessare, senza soluzione di continuità, queste ultime facciate nonché le citate prime porzioni longitudinali 7 mediante relative seconde porzioni longitudinali 16 che risultano conseguentemente solidali, per termosaldatura, corrispondentemente alle citate prime porzioni 7 ; - recisione longitudinale di dette prime e seconde porzioni longitudinali 7,16 a definire, per ogni recisione, due giunti longitudinali Gl realizzanti la sigillatura di testate longitudinali di altrettanti nastri 21 ciascuno definito da una striscia 10,20,110,120 sulle cui facciate sono applicati i citati primo e secondo strato 6,14 di resina sintetica termoplastica i cui bordi longitudinali risultano sigillati mediante i citati giunti.
2. 2) Metodo per la realizzazione di un materiale laminato a nastro, caratterizzato dal fatto di comprendere le sottoelencate fasi ottenimento di una striscia 10,110; applicazione di un primo strato continuo 6 di resina sintetica termoplastica su una facciata 10b della striscia, con detto strato sporgente senza soluzione di continuità dalle testate longitudinali di quest'ultima; applicazione di un secondo strato 14 di resina sintetica termoplastica sulla restante facciata 10c di detta striscia 10,110 in modo da sporgere senza soluzione di continuità rispetto ad entrambe le testate longitudinali della striscia medesima per interessare, con i relativi bordi longitudinali, i corrispondenti bordi longitudinali del citato primo strato ai quali risultano conseguentemente e corrispondentemente solidali, per termosaldatura, a definire relativi giunti longitudinali Gl realizzanti la sigillatura di testate longitudinali di un nastro 21 costituito dalla citata striscia 10,110 sulle cui facciate sono applicati i citati primo e secondo strato 6,14 di resina sintetica termoplastica i cui bordi longitudinali risultano sigillati mediante i citati giunti Gl.
3. 3) Metodo per la realizzazione di un materiale laminato a nastro caratterizzato dal fatto di comprendere le sottoelencate fasi: ottenimento di una striscia 10,110; applicazione di un primo strato continuo 6 di resina sintetica termoplastica su una facciata 10b della striscia in modo da ricoprire completamente tale facciata e tale da sporgere senza soluzione di continuità in corrispondenza di una testata longitudinale 10a di detta striscia; applicazione di un secondo strato 14 di resina sintetica termoplastica sulla restante facciata 10c della citata striscia in modo da ricoprire completamente quest'ultima facciata 10c e tale da sporgere senza soluzione di continuità in corrispondenza della testata longitudinale della striscia rispetto alla quale sporge il citato primo strato 6, i bordi longitudinali dei citati strati 6,14 sporgenti dalla medesima testata della striscia risultando conseguentemente solidali, per termosaldatura, a definire un giunto longitudinale G1 realizzante la sigillatura di una testata longitudinale di un nastro 21 costituito dalla citata striscia 10,110 sulle cui facciate sono applicati i citati primo e secondo strato 6,14 di resina sintetica termoplastica sigillati, mediante il citato giunto G1, in corrispondenza di un loro bordo longitudinale.
4. Metodo secondo la riv.1, o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che le citate strisce si identificano in strati di supporto 10,20 di corrispondenti nastri.
5. 5) Metodo secondo la riv.1, o 2, o 3, caratterizzato dal fatto che ciascuna delle citate strisce è costituita da uno strato di supporto 10,20, da un terzo strato 28 di resina sintetica termoplastica applicato in continuo su una facciata di detto strato di supporto e da una pellicola metallica 29 applicata in continuo sulla facciata di detto terzo strato 28 non interessata dallo strato di supporto.
6. Metodo secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che prima della citata recisione è previsto il completamento e/o l'ottimizzazione della termosaldatura di dette seconde porzioni longitudinali 16 alle relative prime porzioni longitudinali
7. 7. Materiale laminato a nastro, caratterizzato dal fatto di comprendere: una striscia longitudinale 10,20,110,120; un primo strato 6 di resina sintetica termoplastica applicato su una facciata 10b,20b di detta striscia, di larghezza tale da ricoprire interamente detta facciata da cui sporge almeno in corrispondenza di una testata longitudinale 10a,20a della stessa striscia; un secondo strato 14 di resina sintetica termoplastica applicato sulla restante facciata 10c,20c di detta striscia, di larghezza tale da ricoprire interamente quest'ultima facciata da cui sporge almeno in corrispondenza della testata longitudinale della stessa striscia rispetto alla quale sporge il citato primo strato 6, con i bordi sporgenti 6a,14a di tali strati 6,14 mutuamente saldati, a tenuta, a definire un giunto longitudinale G1 di sigillatura della corrispondente testata longitudinale di detta striscia. Materiale secondo la riv.7, caratterizzato dal fatto che detta striscia si identifica in uno strato di supporto . Materiale secondo la riv.7, caratterizzato dal fatto che detta striscia è costituita da uno strato di supporto 10,20, da un terzo strato 28 di resina sintetica termoplastica applicato su una facciata di detto strato di supporto e da una pellicola metallica 29 applicata sulla facciata di detto terzo strato non interessata dallo strato di supporto.