ITMI970891A1 - Dispositivo di sigillatura a rulli per la realizzazione di imballi a sacchetto - Google Patents

Description

Descrizione

Stato dell'arte

L'invenzione prende le mosse da un dispositivo di sigillatura a rulli per la realizzazione di imbai li a sacchetto consistenti in un materiale da imbal laggio sigillabile, il quale esternamente presenta uno strato portante e sul lato interno presenta uno strato termosigillante. Noti dispositivi di sigilla tura a rulli di questo genere fanno parte di macchi ne confezionatrici per il confezionamento di piccole porzioni di prodotti, come tavolette, caramelle, bar rette, polvere, liquidi o creme, in imballaggi a sac chetto, nei quali le estremità sono chiuse mediante saldature di sigillatura. Questi imballaggi a sacchetto vengono realizzati introducendo la merce da confezionare, a distanze uguali, in un tubo flessibi le consistente in un foglio, oppure tra due strisce senza soluzione di continuità, consistenti in un fo glio, ed unendo tra loro le porzioni da suddividere esercitando una pressione ed apportando calore nella fessura di sigillatura tra i due rulli sigillatori. Gli imballaggi a sacchetto legati l'uno all'altro vengono separati singolarmente tramite un taglio nel centro delle saldature di sigillatura formate. Negli imballaggi a sacchetto fabbricati su tali dispositi vi di sigillatura a rulli succede sempre che una cer ta quota percentuale degli imballaggi a sacchetto presenta saldature di sigillatura che perdono. Ciò è dovuto al fatto che, in conseguenza di pendolazioni della coassialità dei rulli sigillatori, specialmen te nel caso di sovrapposizione di errori di coassia lità di entrambi i rulli sigillatori, l'ampiezza del la fessura di sigillatura tra le facce di sigillatu ra cooperanti è tanto grande, per cui non viene gene rata la pressione necessaria ad unire saldamente gli strati di sigillatura delle due zone sovrapposte del foglio, oppure l'ampiezza della fessura di sigillatu ra è tanto piccola, per cui il materiale di sigilla tura fuso viene schiacciato fuori dalle zone della saldatura. In entrambi i casi, quando l'imballaggio a sacchetto formante un cuscino viene sottoposto a pressione, là saldatura di sigillatura difettosa si apre. La conseguenza di difetti di coassialità dei rulli sigillatori è inoltre una dispersione relativa mente ampia dell'ermeticità degli imballaggi a sacchetto in conseguenza di deviazioni cicliche della fessura di sigillatura, non meglio riducibili, duran te la rotazione dei rulli. Una saldatura sigillata con fessura troppo stretta comporta una minor resistenza della saldatura oppure porta addirittura allo strappo dell'imballaggio direttamente in corrispondenza del limite interno della saldatura, in conseguenza dello schiacciamento del foglio portante. Nel caso di una saldatura sigillata in una fessura di si gillatura più ampia si verifica solo una sigillatura difettosa, che parimenti cede già in presenza di una modesta sollecitazione di compressione.

Vantaggi dell'invenzione

Il dispositivo di sigillatura a rulli di cui al l'invenzione, avente le caratteristiche che caratte rizzano la rivendicazione 1, ha il vantaggio che, con configurazione economicamente accettabile dei rulli sigillatori e del loro sistema di supporto, tutti gli imballaggi a sacchetto vengono prodotti con ermeticità approssimativamente uguale in quanto, anche in presenza di deviazioni della coassialità ve rificantesi entro certi limiti, nella larghezza del la saldatura di sigillatura si crea qua o la un'ampiezza della fessura di sigillatura che corrisponde all'ampiezza ideale della fessura di sigillatura con massima resistenza. In conseguenza della maggior cur vatura della superficie circonferenziale dei rulli sigillatori, tra i due rulli sigillatori che ruotano si crea, durante la sigillatura di una saldatura, un'ampiezza della fessura di sigillatura che varia e che nello sviluppo ha un andamento a doppia conicità, nel quale l'ampiezza ottimale della fessura di sigillatura migra in qua ed in la, nell'ambito della larghezza della saldatura di sigillatura, a motivo delle deviazioni di coassialità.

Ulteriori vantaggi ed ulteriori vantaggiosi aspetti del dispositivo a rulli di cui all'invenzio ne per la realizzazione di imballaggi a sacchetto si desumono dai provvedimenti indicati nelle rivendica zioni subordinate.

Disegno

Un esempio di realizzazione di un dispositivo di sigillatura a rulli è rappresentato nel disegno e viene descritto più in dettaglio in appresso. La fi gura 1 mostra un dispositivo di sigillatura a rulli semplificato, nella sezione trasversale, le figure 2 e 3 mostrano rispettivamente un particolare parzializzato di un rullo sigillatore nell'ambito di una faccia di sigillatura, nella sezione trasversale, e le figure 4 fino a 8 mostrano una saldatura di sigil latura di un imballaggio a sacchetto in differenti configurazioni, nella sezione trasversale.

Descrizione dell'esempio di realizzazione

In un dispositivo di sigillatura a rulli che la vora in orizzontale, due rulli sigillatori 10, 11, che ruotano in sensi opposti attorno ad assi paralle li, sono supportati l'uno sopra l'altro. Entrambi i rulli sigillatori 10, 11 possiedono sulla loro circonferenza alternativamente settori dotati di rientranze 12, 13, atti ad accogliere la regione del con tenuto, e facce di sigillatura 14 fino a 17 che si estendono su linee generatrici, sono disposte in ri lievo e delimitano una fessura di sigillatura 18 nel la zona in cui coincidono.

Le facce di sigillatura 14, 16 rispettivamente 15, 17 di ciascun rullo sigillatore 11, 12 sono di volta in volta separate l'una dall'altra nel centro ad opera di una scanalatura 21, 22. Nelle scanalatu re 22 del rullo sigillatore 11 inferiore sono inseri te lame 23 che sporgono radialmente e che, quando i rulli sigillatori 10, Il ruotano, sono in collegamen to attivo con reggispinta 24 disposti nelle scanala ture 21 del rullo sigillatore 10 superiore.

Per variare leggermente l'ampiezza della fessu ra di sigillatura 18 tra le facce di sigillatura 14, 16 rispettivamente 15, 17 contrapposte, nel corso della rotazione in sensi inversi dei due rulli sigil latori 10, 11, le facce di sigillatura 14 fino a 17 di entrambi i rulli sigillatori 10, 11 oppure anche di uno solo, la cui circonferenza ha un determinato raggio R, hanno un raggio r diverso da questo. Come mostrano le figure 2 e 3, il raggio r della curvatu ra delle facce di sigillatura 14, 16 è di preferenza un poco più piccolo del raggio r della curvatura dei rulli sigillatori 10. Ciascuna faccia di sigillatura 14, 16 rispettivamente 15, 17 fa pertanto parte di separati mantelli cilindrici aventi il raggio r. Par tendo di volta in volta dall'asse di rotazione del rullo sigillatore 10 rispettivamente 11 questi mantelli cilindrici si adattano al mantello cilindrico 19 di inviluppo immaginario dei rulli sigillatori 10, 11. Per effetto di questa configurazione, duran te la rotazione dei due rulli sigillatori 10, 111' ampiezza della fessura di sigillatura 18, che si vie ne a creare tra due facce di sigillatura 14, 15 rispettivamente 16, 17 cooperanti, diminuisce progres sivamente, a partire da una determinata grandezza, in direzione delle scanalature 21, 22 e poi cresce di nuovo progressivamente. Nel caso ideale, l'ampiez za ottimale della fessura di sigillatura 18 si crea nel centro delle facce di sigillatura 14, 15 rispet tivamente 16, 17 di volta in volta contrapposte. A causa di deviazioni di coassialità dei rulli sigilla tori 11, 12, l'ampiezza ottimale della fessura di si gillatura 18 migra tuttavia in qua ed in la nelle singole coppie dei rulli sigillatori 11, 12.

Per fabbricare imballaggi a sacchetto 30, tra i due rulli sigillatori 10, 11 che ruotano uniformemen te viene fatto passare un tubo flessibile 33, consi stente in un nastro 32 di materiale da imballaggio, nel quale oggetti 31, per esempio tavolette oppure caramelle da confezionare si trovano a determinate distanze, adeguate alla distanza reciproca delle rientranze 12, 13 dei rulli sigillatori 10, 11. In proposito, le zone del tubo flessibile 33 con il lo ro contenuto vengono accolte, con giuoco, dalle rien tranze 12, 13 e le zone che giacciono tra queste ven gono pressate l'una sull'altra dalle facce di sigil latura 14 fino a 17, laddove, con trasmissione del calore dei rulli sigillatori 11, 12 riscaldanti, vengono formate saldature di sigillatura 34, 35 che realizzano chiusure sugli imballaggi a sacchetto 30. Di volta in volta in corrispondenza di una coppia di facce di sigillatura 14, 15, anticipando la lama 23, viene formata una saldatura di sigillatura 34 alla fine di un imballaggio a sacchetto 30 e, seguendo la lama 23, ad opera delle facce di sigillatura 16, 17 viene formata una saldatura di sigillatura 35 all' inizio di un imballaggio a sacchetto 30 che segue, saldature che vengono separate l'una dall'altra ad opera della lama 23 che divide le facce di sigillatu ra 14 fino a 17.

Il nastro 33 di materiale da imballaggio possie de uno strato portante 36 esterno, consistente in me tallo oppure in un materiale sintetico che fonde ad alta temperatura, per esempio propilene, ed uno stra to di sigillatura 37 interno consistente in un mate riale sintetico che fonde a bassa temperatura, come per esempio polietilene oppure una vernice di sigil latura a caldo. Quando il materiale da imballaggio, con le facce di sigillatura 14 fino a 17, entra in contatto con i rulli sigillatori 10, 11 riscaldati ad una.determinata temperatura, gli strati di sigil latura 37 che giacciono l'uno sopra l'altro passano nello stato fuso e si uniscono sotto l'azione della pressione esercitata. Dato che la fessura di sigilla tura 18 tra una coppia di facce di sigillatura 14, 15 rispettivamente 16, 17 è più piccola dello spesso re dei due strati sovrapposti del nastro 33 di mate riale da imballaggio, una parte della massa fusa vie ne spostata ed alle due estremità della saldatura di sigillatura 34 forma cosiddetti cordoni di saldatura 38, 39 (figura 4). Se la fessura di sigillatura 18 è troppo larga non si crea alcuna pressione sufficien te, cosicché i due strati di sigillatura 37 sono so lo leggermente incollati (figura 5). Quando 1'imbai laggio a sacchetto 30 viene sottoposto a pressione, la saldatura 64 cede per scollamento. Se al contrario la fessura di sigillatura 18 è troppo stretta, tutta la massa fusa degli strati di sigillatura 37 viene spinta fuori dalla zona della saldatura di si gillatura e si accumula, sotto forma di cordoni 38, 39, in corrispondenza del bordo di taglio 41 della saldatura di sigillatura 34 e verso lo spazio inter no 40 dell'imballaggio (figura 6). Anche in questo caso la saldatura di sigillatura 34 cede per scolla tura quando l'imballaggio a sacchetto 30 viene sotto posto ad una sollecitazione. Le tre saldature di si gillatura 34 rappresentate a titolo esemplificativo nelle figure 4 fino a 6 sono realizzate su un noto dispositivo di sigillatura a rulli che ha una fessu ra di sigillatura fondamentalmente costante.

Al contrario, con il dispositivo di sigillatura a rulli di cui all'invenzione, con fessura di sigil latura 18 variabile, sugli imballaggi a sacchetto 30 vengono realizzate saldature di sigillatura 34, del le quali a titolo esemplificativo nelle figure 7 ed 8 sono rappresentate due forme di realizzazione. A motivo dell'ampiezza variabile della fessura di sigillatura 18, in base ai diversi raggi R rispettiva mente r dei rulli sigillatori 10, 11 e delle facce di sigillatura 14 fino a 17 durante la rotazione dei rulli sigillatori 10, 11, ciascuna saldatura di sigillatura 34 riceve lungo la sua larghezza una forma conica, laddove la zona più sottile giace in corrispondenza del bordo di taglio della saldatura di si gillatura 34 e la zona più spessa giace nel punto confinante con l'interno 40 del sacchetto; Se a moti vo dell'errore di coassialità dei rulli sigillatori 10, 11 si crea una fessura di sigillatura 18 più am pia, le zone, poste in prossimità dell'interno 40 del sacchetto, degli strati di sigillatura 37 della saldatura di sigillatura 34 danno luogo solamente ad una leggera incollatura mentre, a motivo della forma conica della fessura di sigillatura 18, lo spessore della saldatura di sigillatura 34 si rastrema verso il bordo di taglio 41, cosicché in prossimità di que sto, in un punto 42, la saldatura di sigillatura 34 assume uno spessore che assicura una resistenza otti male della saldatura (figura 7). Un tale spessore ot timale della saldatura di sigillatura 34 si sposta, come mostra la figura 8, in direzione dell'interno 40 dell'imballaggio se la fessura di sigillatura 18 centrale delle coppie sigillanti 14, 15 rispettivamente 16, 17 di facce di sigillatura ha una minor am piezza nell'ambito dei limiti di tolleranza. In que sto caso, una parte degli strati di sigillatura 37 portati a fusione viene portata fuori dalla zona del la saldatura, sotto forma di cordoni 38, 39; in un punto 43 prossimo all'interno 40 del sacchetto resta tuttavia uno spessore dello strato di sigillatura che garantisce una resistenza ottimale della saldatu ra di sigillatura 34. In presenza di ampiezze della fessura di sigillatura 18 centrale, giacenti all'in terno di questi due valori estremi, il punto avente la resistenza ottimale si sposta tra i due punti 42 e 43 mostrati.

Sulla base:delle descrizioni suddette diventa evidente che nel caso del dispositivo di sigillatura a rulli di cui all'invenzione, all'ermeticità degli imballaggi a sacchetto viene accordata la massima priorità poiché viene annullato il principio dell' anello più debole di una catena. L'ermeticità massi ma diventa così peculiarità locale in un punto qual siasi della saldatura di sigillatura tra bordo di ta glio ed interno dell'imballaggio ed in ciascuna sai datura di sigillatura è presente sotto forma di linea chiusa sull'intera larghezza dell'imballaggio. Vengono addirittura compensati errori di parallelismo della fessura di sigillatura lungo i rulli sigil latori.

Nel caso della forma di realizzazione dei rulli sigillatori 10, 11 secondo la figura 2 le facce di sigillatura 14 fino a 17 sono lisce. Come rappresen tato nella figura 3, queste possono anche avere, co me di per se noto, una zigrinatura 25. Essenziale in proposito è il fatto che la superficie della zigrina tura 25 formi una faccia di sigillatura 14, 16 rispettivamente 15, 17 su un cilindro, il cui raggio r è più piccolo del raggio R del rullo sigillatore 10 oppure 11.

A titolo integrativo va osservato che il dispo sitivo di sigillatura a rulli può essere realizzato anche in forme di realizzazione diverse da quella de scritta. E' così possibile realizzare la sua larghez za in mòdo che contemporaneamente svariati tubi fles sibili 32 possano essere lavorati l'uno accanto all' altro. Inoltre è anche possibile alimentare, in luo go di uno o più tubi flessibili, due strisce coinci denti di foglio. In questo caso, come di per se noto, sui rulli sigillatori vanno disposte facce di si gillatura listellari, che corrono tutto attorno, le quali formano sugli imballaggi a sacchetto saldature di sigillatura marginali. Oltre a ciò, i rulli sigil latori possono anche essere disposti non solo l'uno sopra l'altro verticalmente, bensì anche l'uno accan to all'altro orizzontalmente oppure in una posizione formante un angolo tra quelle suddette.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1.- Dispositivo di sigillatura a rulli per la realizzazione di imballaggi a sacchetto (30), consi stenti in un materiale da imballaggio sigillabile, comp rendente una coppia di rulli sigillatori (10, 11) , che ruotano in sensi opposti, tra loro delimita no una fessura di sigillatura (18) e sulla loro cir conferenza presentano svariate facce di sigillatura (14 fino a 17) curve, listellari, che si estendono secondo linee generatrici e sono delimitate da rien tranze (12, 13), caratterizzato dal fatto che il rag gio (r) della curvatura delle facce di sigillatura (14 fino a 17) è più piccolo del raggio (R) della curvatura di almeno uno dei rulli sigillatori (10, 11), e dal fatto che le facce di sigillatura (14 fi no a 17) curve si adattano, a partire dal loro asse, alla superficie perimetrale del rullo sigillatore (10, 11) che le reca. 2.- Dispositivo di sigillatura a rulli secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il raggio (r) della curvatura delle facce di sigillatu ra (14 fino a 17) è leggermente più piccolo del rag gio (R) della curvatura della superficie perimetrale dei rulli sigillatori (10, 11). 3 .- Dispositivo di sigillatura a rulli secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fat to che le facce di sigillatura (14 fino a 17) sono realizzate lisce. 4.- Dispositivo di sigillatura a rulli secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fat to che le facce di sigillatura (14 fino a 17) sono zigrinate .