ITMI992532A1 - Macchina applicatrice di sistemi di chiusura adesiva riposizionabile - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale

La presente invenzione riguarda una macchina applicatrice di sistemi di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata da applicarsi a pacchetti, confezioni e contenitori, in particolare contenitori destinati al settore alimentare.

Sono noti nell'arte macchine applicatrici di sistemi di chiusura. Lo schema di una macchina applicatrice esistente in commercio é riportato in Fig. 1, in cui con (1) viene indicato 10 svolgitore del nastro che costituisce il sistema di chiusura, (2) é il sistema di taglio, (3) il sistema di piegatura.

11 sistema di taglio rappresentato da (2) é costituito:

da una lama (2a) mobile azionata da un cilindro pneumatico, posizionata perpendicolarmente alla direzione di avanzamento del nastro dal quale vengono ricavati i formati (etichette) che costituiscono l'elemento di chiusura riposizionabile;

da una controlama fissa (2b) montata su piastra mobile oscillante, tirata da una molla in modo che la controlama sia sempre in contatto con la lama durante il funzionamento.

La lama di taglio (2a), come detto, é posizionata perpendicolarmente alla direzione di avanzamento del nastro; il bordo di taglio della lama é posizionato orizzontalmente e parallelo alla controlama, si veda Fig. 1.1 che rappresenta un'altra vista della lama con il cilindro pneumatico e della controlama, in modo che il nastro venga tagliato contemporaneamente su tutta la larghezza. Il movimento della lama di taglio é verticale rispetto alla superficie del nastro.

Poiché i nastri che si utilizzano per questi sistemi di chiusura sono nastri autoadesivi, é necessario evitare il blocco della macchina dovuto ai residui di adesivo che si depositano sulla lama e controlama, in seguito ai ripetuti tagli (cicli). A questo scopo sulla parte della lama che viene a contatto con l'adesivo, durante il funzionamento della macchina vengono applicati con tecniche varie, ad esempio con la tecnica a spruzzo, oli lubrificanti. Tuttavia l'utilizzo di oli lubrificanti ha lo svantaggio che .parte del liquido può macchiare l'etichetta e la confezione sulla quale viene applicata l'etichetta. L'utilizzo di oli lubrificanti non é accettabile soprattutto per confezioni di generi alimentari, in quanto essi rappresentano una sorgente di contaminazione critica in base alle normative e procedure HACCP (Hazard Assessment Criticai Control Point). Infatti secondo queste norme l'olio non deve entrare in contatto, direttamente o indirettamente, con gli alimenti o i loro imballaggi. Inoltre se l'olio macchia la parte adesiva del sistema di chiusura ne riduce l'efficacia. Questo porta a notevoli scarti durante la produzione, che si aggiungono a quelli provocati dalla contaminazione da olio. Il numero di tagli (cicli) di queste macchine é dell'ordine di 50-60 battute/minuto al massimo. Prove effettuate dalla Richiedente hanno mostrato che in assenza di lubrificazione la macchina non funziona. Durante il normale funzionamento, operando a 50 battute/minuto sono necessarie frequenti fermate, in genere ogni 2-4 ore circa, per pulire lama e controlama dall'adesivo e dall'olio. La macchina non può funzionare a un numero di battute/minuto superiore.

Era sentita l'esigenza di avere a disposizione una macchina applicatrice che superasse gli svantaggi dell'arte nota e in particolare avesse un numero di battute/minuto superiore a 60, preferibilmente maggiore o uguale a 100, e che funzionasse in modo continuo senza necessità di lubrificazione o di frequenti fermate per la pulizia di lama e controlama, per almeno 10 giorni, preferibilmente 2-3 mesi.

E' stato sorprendentemente ed inaspettatamente trovato dalla Richiedente una macchina applicatrice che permette di risolvere il problema tecnico sopra indicato, detta macchina essendo in grado di funzionare in modo continuo, senza necessità di lubrificazione o di fermate durante il ciclo di lavorazione per la pulizia delle lame. Dal punto di vista industriale la macchina applicatrice della presente invenzione, come descritta qui di seguito, garantisce pertanto una produttività molto elevata rispetto alle macchine applicatrici in commercio .

Costituisce un oggetto della presente invenzione una macchina applicatrice di sistemi di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata, da applicarsi a pacchetti, confezioni e contenitori, in particolare contenitori destinati al settore alimentare, detta macchina essendo rappresentata in Fig. 2 in cui:

(1) rappresenta lo svolgitore del nastro che costituisce il sistema di chiusura,

(3), che nella macchina secondo la presente invenzione é una parte opzionale, il sistema di piegatura,.

(2) il sistema di taglio, costituito da:

una lama mobile (2a), azionata da un cilindro pneumatico rappresentato in figura, che taglia il nastro che viene fatto avanzare nella macchina con la parte adesiva sulla superficie rivolta verso il basso, detta lama posizionata perpendicolarmente alla direzione del nastro da cui vengono ricavati i formati (etichette) che costituiscono l'elemento di chiusura riposizionabile ,

da una controlama fissa (2b) montata su piastra mobile oscillante, tirata da una molla in modo che la controlama sia sempre in contatto con la lama durante il funzionamento della macchina applicatrice.

la lama di taglio (2a), mostrata in figura in posizione sollevata, ha il bordo di taglio inclinato di un angolo compreso tra 2 e 30°, si veda Fig. 2.1, rispetto al nastro da tagliare, che si.muove su un piano orizzontale; durante il taglio la lama si muove verticalmente rispetto alla superficie del nastro con inclinazione costante rispetto al nastro, il punto di contatto tra lama e controlama si sposta trasversalmente in modo continuo attraverso la sezione del nastro da tagliare; le superfici di taglio rispettivamente della lama e controlama sono ricoperte con preparati antiadesivi solidi.

La lama di taglio (2a) oltre all'inclinazione indicata, ha il bordo di taglio che preferibilmente presenta sul piano verticale una leggera curvatura, detta curvatura avente un raggio generalmente compreso tra 500 e 3000 mm preferibilmente tra 1500 e 2000 mm. Si veda la Fig. 2.2, in cui (2a) rappresenta la lama vista di fronte (2a) e sotto {2a), in sezione, é rappresentata la lama vista dall'alto.

Il trattamento antiadesivo delle superfici di lama e controlama permette di evitare che il nastro adesivo, avanzando, faccia presa sulle superfici di taglio bloccando il funzionamento della macchina applicatrice.

I trattamenti antiadesivi rendono le superfici non ricettive all'adesivo del nastro, e quindi minimizzano la capacità dell'adesivo di attaccarsi alle superfici di taglio. Si possono ad esempio utilizzare materiali a base di .siliconi e/o fluoropolimeri per ottenere coating solidi antiadesivi. Si possono citare ad esempio, e non limitatamente ai tipi qui di seguito specificati, i rivestimenti noti con il nome commerciale di Plasma Coating® PC 918F, PC 936, PC 915, PC 915S, PC 934, PC 934S, PC 932, PC 918-C, PC 434, PC 432.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione é un processo di taglio per ottenere formati per chiusura riposizionabile, in cui l'adesivo é spalmato a zone, che utilizza la macchina applicatrice sopra descritta.

Il nastro che permette di ottenere i formati sopra indicati ha uno spessore di circa 40-80 micron, preferibilmente 50-60 micron. La quantità di adesivo spalmata sul nastro, calcolata sul secco varia da 10 a 30 g/m2, preferibilmente da 15 a 18 g/m2.

Il nastro preferito per il sistema di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata é in materiale plastico, con un lato adesivo su cui l'adesivo viene spalmato longitudinalmente, nel senso in cui la bobina viene svolta, per settori a strisce intervallati da settori a strisce longitudinali senza adesivo (bobina madre), successivamente tagliata in bobine figlie costituite da strisce longitudinali in cui da una sola parte del nastro vicina al bordo non vi é adesivo.

In particolare sul nastro vi é un solo settore spalmato con adesivo e la striscia longitudinale priva di adesivo é collocata su uno dei due bordi, ed ha larghezza tale da consentire la presa manuale per aprire la confezione, una volta fissato il nastro all'imballaggio.

Il sistema di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata ha lunghezza compresa preferibilmente tra 25 e 50 mm e viene ottenuto tagliando trasversalmente il nastro della bobina con passo che varia nell'intervallo indicato. Opzionalmente il nastro o film plastico del sistema di chiusura può anche essere stampato. In questo caso le dimensioni della stampa determinano quelle del sistema di chiusura.

Il film plastico del nastro può essere preferibilmente polipropilene biorientato, poliestere, polietilene, oppure anche laminati o accoppiati plastici in genere.

L'adesivo utilizzato é disponibile sul mercato ed é scelto tra quelli che permettono una chiusura adesiva riposizionabile o rimuovibile. In particolare l'adesivo é preferibilmente un adesivo acrilico all'acqua, nella forma di emulsione acquosa, a base di un estere C3-C5 dell'acido acrilico, ad esempio acrilato di butile, oppure é un adesivo "hot melt" formato da gomme termoplastiche e resine idrocarburiche in genere.

Il procedimento di produzione del nastro per il sistema di chiusura ed il nastro di chiusura stesso sono descritti dettagliatamente nella domanda di brevetto italiano MI 99A 000968 a nome della Richiedente.

La Richiedente ha trovato che quando si utilizza il sistema di chiusura descritto in detta domanda di brevetto, la macchina applicatrice della presente invenzione é ulteriormente semplificata in guanto l'unità di piegatura (3) (Fig. 2) non é più richiesta.

Opzionalmente quando il sistema di chiusura utilizza un nastro stampato, il passo di stampa determina la dimensione dell'etichetta stessa attraverso un sistema di lettura ottica (fotocellula) che determina la posizione del taglio. Il sistema di lettura ottico é riportato in Figura 2 con (4).

E' stato trovato dalla Richiedente che la particolare geometria-struttura della lama di taglio della presente invenzione come descritta sopra evita il.deposito di adesivo del sistema di chiusura sia sulla lama di taglio che sulla controlama, permettendo pertanto una elevata velocità di applicazione del sistema di chiusura in modo continuo evitando fermate per pulizia.

I seguenti esempi illustrano l'invenzione e non ne limitano l'ambito di protezione.

ESEMPIO 1

Preparazione del nastro per il sistema di chiusura

Un film di polipropilene biorientato avente larghezza 620 mm, dallo spessore di 50 micron, preventivamente stampato in rotocalco con passo di taglio 45 mm, é stato spalmato'su un solo lato con adesivo acrilico all'acqua Primal® PS 83D (acrilato di butile) prodotto dalla Rohm and Haas (concentrazione 53% in peso) .

La grammatura applicata sul film, determinata per pesatura di formati di area nota, é risultata di 28 g/metroquadro.

La rad atura é stata eseguita creando 12 zone longitudinali prive di adesivo, ciascuna di 10 mm di larghezza alternate a 12 zone longitudinali con adesivo, ciascuna di 40 mm di larghezza, oltre alle due cimose esterne, non spalmate, di 10 mm ciascuna.

Dopo la rad atura l'emulsione acquosa di adesivo viene asciugata in forno a temperature conprese tra 80°C e 120°C.

Successivamente la bobina ottenuta viene tagliata a larghezza di 50 mm, in modo che in corrispondenza di uno dei due bordi esterni vi sia una striscia priva di adesivo.

Le bobine figlie così ottenute, con adesivizzazione parzializzata longitudinale, sono state utilizzate per formare un sistema di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata su pacchi a fondo quadro di pasta alimentare da 500 grammi, realizzati in film di polipropilene biorientato da 20 micron stampato in reverse ed accoppiato a film di polipropilene cast da 25 micron.

La chiusura dei pacchi, prodotti per termosaldatura, ed aperti all'estremità superiore, viene ottenuta ripiegando la parte del pacco vicina a detta estremità mediante triplice ripiegatura, che é tenuta in posizione chiusa applicando a cavallo della piegatura il nastrino di apertura/richiusura sopra descritto.

ESEMPIO 2

La macchina applicatrice di Fig. 2 é stata utilizzata per applicare il sistema di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata preparato secondo l'esempio 1. La macchina applicatrice taglia trasversalmente la bobina figlia, come mostrato in fig. 3 (3), ottenendo delle strisele o formati di nastro adesivo 30X75 mm (fig. 3b), che vengono applicati trasversalmente sulla ripiegatura che si trova sulla parte superiore della confezione, lasciando all'esterno della piegatura la parte priva di adesivo della striscia o formato, come mostrato in fig. 3a, in modo che la chiusura adesiva possa venir riaperta facilmente utilizzando il bordo non adesivizzato. La stessa chiusura adesiva é riposizionabile per successivi utilizzi della confezione. La macchina applicatrice é stata utilizzata per 30 giorni lavorativi in modo continuo senza interruzioni su una linea di confezionamento di prodotti dolciari.

Come sistema antiadesivizzante é stato usato plasma coating® PC 918F, La lama usata aveva un'inclinazione di 10° e una curvatura di raggio uguale a 1800 mm. La macchina ha lavorato con una cadenza produttiva di 90 b.p.m. (battute per minuto) per i 30 giorni del test. Le uniche fermate durante il test sono state quelle necessarie per l'inserimento di nuove bobine. La lama e la controlama non hanno richiesto alcuna fermata durante il test per la pulizia in quanto non si é evidenziato alcun accumulo di adesivo.

Al termine del test la produttività (rapporto tra la produttività effettiva al netto delle fermate·di macchina per la sostituzione delle bobine, e la produttività teorica alla velocità impostata sulla linea) é risultata del 98%.

ESEMPIO 3 (confronto)

E' stato ripetuto l'esempio 2 ma Utilizzando una macchina applicatrice dell'arte nota come da Fig. 1 e descritta sopra, mod. PA-0963, prodotto da ARI di Villa Aurelio & Co. SNC , che funziona a regime con cadenza di 60 b.p.m.

Senza utilizzare oli lubrificanti la macchina si inceppa ai primi avanzamenti del nastro. Utilizzando il lubrificante la macchina funziona per circa due ore, poi i residui di adesivo che si depositano sulla lama provocano l'inceppamento della macchina in quanto il nastro non può più avanzare, ed é necessaria una interruzione del ciclo produttivo per rimuovere questi residui.

La produttività é quindi risultata molto inferiore a quella della macchina secondo la presente invenzione (esempio 2) .

Dai risultati dell'esempio 2 e dell'esempio 3 di confronto si conclude che la macchina applicatrice della presente invenzione é nettamente superiore sia per produttività (battute/minuto e fermate) che per durata di servizio senza interruzioni per manutenzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina applicatrice di sistemi di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata da applicarsi a pacchetti, confezioni e contenitori, in particolare contenitori destinati al settore alimentare, detta macchina essendo rappresentata in Fig. 2 in cui: (1) rappresenta lo svolgitore del nastro che costituisce il sistema di chiusura, (3), che é una parte opzionale, il sistema di piegatura, (2) il sistema di taglio, costituito da: una lama mobile (2a), azionata da un cilindro pneumatico, che taglia il nastro che viene fatto avanzare nella macchina con la parte adesiva sulla superficie rivolta verso il basso, detta lama posizionata perpendicolarmente alla direzione del nastro da cui vengono ricavati i formati (etichette) che costituiscono l'elemento di chiusura riposizionabile, una controlama fissa (2b) montata su piastra mobile oscillante, tirata da una molla in modo che la controlama sia sempre in contatto con la lama durante il funzionamento, la lama di taglio (2a) ha il bordo di taglio inclinato di un angolo compreso tra 2 e 30°, (Fig. 2.1) rispetto al nastro da tagliare, che si muove su un piano orizzontale; durante il taglio la lama si muove verticalmente rispetto alla superficie del nastro con inclinazione costante rispetto al nastro, il punto di contatto tra lama e controlama si sposta trasversalmente in modo continuo attraverso la sezione del nastro da tagliare; le superiici di taglio rispettivamente della lama e controlama essendo ricoperte con preparati antiadesivi solidi.
2. 2. Macchina applicatrice secondo la rivendicazione 1, in cui la lama di taglio (2a) ha il bordo di taglio che presenta sul piano verticale una leggera curvatura (Fig. 2.2).
3. 3. Macchina applicatrice secondo la rivendicazione 2 in cui detta curvatura ha un raggio generalmente compreso tra 500 e 3000 mm preferibilmente tra 1500 e 2000 mm.
4. 4. Macchina applicatrice secondo le rivendicazioni 1-3 in cui per il trattamento antiadesivo delle superfici di lama e controlama si utilizzano materiali a base di siliconi e/o fluoropolimeri per ottenere coating solidi antiadesivi.
5. 5. Macchina applicatrice secondo le rivendicazioni 1-4 in cui il sistema di piegatura é assente.
6. 6. Processo di taglio per ottenere formati per chiusura riposizionabile, sui quali l'adesivo é spalmato a zone, che utilizza la macchina applicatrice secondo le rivendicazioni 1-5.
7. 7 . Processo di taglio secondo la rivendicazione 6 in cui il nastro che consente di ottenere detti formati ha spessore di circa 40-80 micron, preferibilmente 50-60 micron.
8. 8. Processo di taglio secondo le rivendicazioni 6-7 in cui la quantità di adesivo sul nastro, calcolata sul secco varia da 10 a 30 g/m2, preferibilmente da 15 a 18 g/m2.
9. 9. Processo di taglio secondo le rivendicazioni 6-8 in cui si utilizza un nastro in materiale plastico, con un lato adesivo su cui l'adesivo viene spalmato longitudinalmente, nel senso in cui la bobina viene svolta, per settori a strisce intervallati da settori a strisce longitudinali senza adesivo (bobina madre), successivamente tagliata in bobine figlie costituite da strisce longitudinali in cui da una sola parte del nastro vicina al bordo non vi é adesivo .
10. 10. Processo di taglio secondo le rivendicazioni 6-9 per ottenere sistemi di chiusura adesiva riposizionabile ad apertura facilitata da applicarsi a pacchetti, confezioni e contenitori, in particolare contenitori destinati al settore alimentare.