ITRM20130165A1 - Sistema di packaging ad alta resa produttiva. - Google Patents

Description

“SISTEMA DI PACKAGING AD ALTA RESA PRODUTTIVAâ€

Descrizione

Settore della tecnica

La presente invenzione si riferisce al settore dell’imballaggio, ed in particolare ad un nuovo sistema per la realizzazione di contenitori adibiti al contenimento di prodotti alimentari e preferibilmente adibiti al contenimento di liquidi. Più dettagliatamente la presente invenzione si riferisce ad una nuova confezionatrice in grado di ottimizzare la resa produttiva di metodologie già note, per la produzione di detti contenitori. La presente invenzione si riferisce anche al relativo procedimento di realizzazione dei contenitori.

Stato dell’arte

Sono note svariate tecniche e metodologie produttive per la realizzazione di prodotti da imballaggio, adibiti al contenimento di merci, con caratteristiche tali da consentire la manipolazione di dette merci. I contenitori da imballaggio, comunemente noti come prodotti di packaging, devono rispettare diversi requisiti finalizzati ad assolvere le funzioni di: proteggere la merce, evitare furti, ed essere sostanzialmente economici, stando al loro oramai diffusissimo utilizzo. Detti contenitori, devono essere, a tal proposito, realizzabili con metodologie produttive che prevedano la lavorazione di specifici materiali in tempi relativamente brevi e a costi moderati.

Tra i contenitori da imballaggio più diffusi, in campo alimentare, sono sicuramente da considerarsi quelli a forma di parallelepipedo adibiti al contenimento di alimenti liquidi come, ad esempio, latte o succhi di frutta.

Attualmente, le metodologie più utilizzate, a livello industriale per la realizzazione di detti contenitori scatolari, sono due. La prima utilizza delle confezionatrici in cui il contenitore a forma di parallelepipedo viene ottenuto saldando, longitudinalmente tra loro, il lato esterno ed il lato interno di un nastro di materiale poliaccoppiato presentante uno strato di cartoncino, dove per lato esterno ed interno si intende, rispettivamente, il lato di materiale che andrà a costituire l’esterno e l’interno del contenitore. La saldatura in questione permette di ottenere un tubo, che viene poi ulteriormente saldato trasversalmente in modo da formare delle buste contenenti, a titolo d’esempio non limitativo, l’alimento liquido. Dette buste vengono successivamente conformate a parallelepipedo. Il limite di questa tecnologia, anche se ampiamente diffusa, risiede nell’inconveniente di riscontrare uno dei bordi dei lati, del materiale poliaccoppiato, internamente al contenitore, in seguito alla prima saldatura longitudinale. Per evitare che detto bordo longitudinale, interno al tubo così formato, venga successivamente in contatto con l’alimento liquido, la tecnologia in questione prevede l’utilizzo di un nastro protettivo, in materiale plastico e impermeabile, da sovrapporsi, internamente al tubo, sulla bordatura del materiale poliaccoppiato. La seconda metodologia, meno diffusa della prima descritta, utilizza invece delle confezionatrici che permettono di ottenere il contenitore a forma di parallelepipedo a partire da una saldatura eseguita, sempre longitudinalmente, tra i lati interni del nastro di materiale poliaccoppiato, senza quindi coinvolgere la sua superficie esterna. Detta saldatura permette di ottenere un tubo in cui non à ̈ necessario utilizzare un nastro protettivo, dal momento che ambedue i bordi estremi laterali del materiale poliaccoppiato, avente il cartoncino esposto, si trovano all’esterno della confezione, e pertanto non in contatto diretto con l’alimento.

Le confezionatrici, adottano un sistema di sterilizzazione del nastro che consiste nel far passare detto nastro all’interno di un bagno, contenente una miscela di perossido di idrogeno ed acqua ad una temperatura di circa 75 °C - 90 °C. Esistono comunque anche altri sistemi di sterilizzazione adottabili, tra i quali quello consistente nell’applicazione di un film, composto da una miscela di perossido di idrogeno ed acqua, mediante un rullo oppure facendo condensare detta miscela, sulla superficie del nastro da sterilizzare.

Le confezionatrici utilizzate nella prima metodologia descritta, ovvero quelle che formano un tubo circolare saldando tra di loro i bordi del lato interno ed esterno del nastro di materiale poliaccoppiato, hanno, ad oggi, raggiunto una discreta velocità produttiva, ottenuta moltiplicando in senso longitudinale i gruppi di saldatura che man mano interagiscono con il nastro. Detto aumento à ̈ stato ottenuto, inizialmente, mediante due teste di saldatura che si intervallavano con un moto alternato, e successivamente, mediante catene di saldatura rotative. Ad ogni modo, entrambe queste soluzioni evitano che il nastro si debba fermare e consentono invece allo stesso di muoversi longitudinalmente in moto continuo. Le confezionatrici del secondo tipo, ovvero quelle che formano il tubo saldando i bordi dei lati interni del nastro di materiale poliaccoppiato, sono invece tutt’oggi caratterizzate da una bassa velocità produttiva, dal momento che le confezionatrici impiegate movimentano il nastro in modo intermittente, per poter saldare i contenitori con una stazione di saldatura unica e stazionaria. In ogni caso, il pregio di questo sistema à ̈ rappresentato dal costo contenuto associato a questa tecnologia, e dalla sua relativa semplicità, in quanto il gruppo di saldatura à ̈ singolo. Il suo limite, à ̈ invece sostanzialmente dovuto alla bassa capacità produttiva consequenziale all’assenza di un moto continuo del nastro. Una possibile soluzione, adottabile per incrementare la produttività di queste confezionatrici, potrebbe consistere nell’aumentare i flussi di materiale che vengono inseriti nella macchina, ad esempio accoppiando in serie più macchine, ma questa soluzione non rappresenterebbe un’innovazione tecnologica, bensì un’ingegnerizzazione atta ad aumentare la quantità di prodotto in uscita, semplicemente aumentando le linee di produzione della confezionatrice.

La presente invenzione, qui di seguito dettagliatamente descritta, permette invece di raggiungere un sostanziale raddoppio della capacità produttiva di queste confezionatrici, ovvero includenti la saldatura solo dei lati interni del nastro, non moltiplicando il numero di nastri di materiale da utilizzare e il numero di linee trasportanti detti nastri, bensì adottando una procedura e delle componenti integrabili nel macchinario che, opportunamente configurate spazialmente, permettono di raddoppiare la produttività, di dette confezionatrici note ma in disuso, senza incrementare considerevolmente la complessità ed il costo del macchinario stesso.

Descrizione dell’invenzione

La presente invenzione descrive una nuova tipologia di confezionatrici, atte a produrre, su scala industriale, imballaggi, ed in particolare atte a produrre contenitori scatolari adibiti al contenimento di alimenti liquidi come, a titolo d’esempio non limitativo, latte e succhi di frutta. Più dettagliatamente la presente domanda di brevetto per invenzione industriale descrive una confezionatrice per produrre contenitori scatolari in materiale poliaccoppiato, ed il relativo procedimento per l’ottenimento di detti contenitori per alimenti. Ancor più dettagliatamente, la presente invenzione fa riferimento ad una confezionatrice che esegue una procedura di lavorazione del nastro, già nota, ma resa decisamente più produttiva. Questo importante risultato, associato anche ad un costo relativamente basso del macchinario, viene ottenuto grazie all’adozione di accorgimenti ed all’impiego di componenti, ed in particolar modo grazie ad una peculiare disposizione di dette componenti del macchinario, che permettono di raddoppiare la resa produttiva partendo da una singola bobina di nastro di materiale poliaccoppiato. Detto nastro viene processato secondo la metodologia nota che include, nelle sue fasi, l’esecuzione di una saldatura del nastro coinvolgente solo i bordi dei lati interni di detto nastro, ovvero dei lati che andranno a costituire l’interno del contenitore. Il tutto con una resa raddoppiata dei contenitori prodotti, rispetto alla metodologia convenzionale, e ad un costo relativamente basso.

La confezionatrice oggetto dell’invenzione ed il relativo metodo di preparazione dei contenitori da essa prodotti, utilizzano, come materiale di partenza, una bobina di nastro singolo di fascia doppia con stampate due strisce di grafiche, ed eventualmente presentanti due file di perforazioni per i dispositivi di apertura tipo foro/cannuccia o foro per il tappo dosatore. Il nastro viene svolto verso l’alto, analogamente a quanto previsto dalla metodologia tradizionale, passando attraverso un gruppo di cordonatura, dove vengono impresse le linee di piegatura sul nastro che, passa poi attraverso un gruppo compensatore, atto a compensare gli strappi del moto intermittente derivante dalla movimentazione nella zona di riempimento. Il nastro viene in seguito tagliato longitudinalmente al centro, in modo da formare due nastri indipendenti l’uno dall’altro. Successivamente i due nastri così ottenuti vengono deviati l’uno a -90°, l’altro a 90° rispetto alla direzione di avanzamento del nastro in ingresso passando su due barre poste preferibilmente l’una a -45°, l’altra a 45° rispetto al a detta direzione di avanzamento. I due nastri indipendenti vengono successivamente sterilizzati in due bagni di sterilizzazione separati per poi passare su una serie di rulli che riportano gli stessi nastri verso il centro della macchina con il lato che andrà a costituire l’interno del contenitore rivolto verso l’alto, ed il lato presentante la grafica, ovvero il lato che andrà a costituire l’esterno del contenitore, rivolto verso il basso. Successivamente i due nastri sterilizzati, passando su dei rulli, procedono verticalmente, come accade per i macchinari convenzionali, verso la zona di formazione e saldatura dei tubi. In questa fase i due nastri precursori dei tubi, si trovano con i loro lati interni, ovvero con i loro lati che andranno a costituire l’interno dei contenitori, l’uno di fronte all’altro. Pertanto, tutto il gruppo di aria sterile che assicura la presenza di detta aria all’interno del prodotto in lavorazione, nonché il gruppo di formazione dei due tubi di materiale poliaccoppiato, risultano, nella presente invenzione, unici per i due flussi di materiale giungenti. Lo stesso vale per il meccanismo di saldatura longitudinale e trasversale dei nastri. Queste caratteristiche permettono, con un singolo meccanismo di movimentazione, di saldare due flussi di nastro contemporaneamente. Il tutto ottimizzando intuitivamente la resa produttiva. I contenitori tagliati che escono poi dalla zona di riempimento, dopo esser stati tagliati, si trovano altresì disposti in modo da essere poi profilati a parallelepipedo su di un unico gruppo di formazione a doppia fila. Oltre al netto aumento della resa produttiva, la procedura eseguita dalle confezionatrici in oggetto, nonché dette confezionatrici, implicano l’occupazione di un volume di spazio sostanzialmente poco ingombrante grazie alla peculiare disposizione delle componenti integrate, e non impongono il raddoppio dei costi produttivi, pur riscontrando il raddoppio della resa.

Breve descrizione dei disegni

FIGURA 1 mostra una vista prospettica della confezionatrice 1 del sistema di imballaggio oggetto della presente domanda di brevetto per invenzione industriale. Più in dettaglio la figura mostra come detta confezionatrice 1 trasformi, a partire da una bobina 2 di nastro 3, detto nastro 3 in contenitori scatolari. Osservando la figura si nota che il nastro 3, svolgendosi verso l’alto, procede attraverso il gruppo di cordonatura 4 atto ad imprimere le linee di piegatura sul nastro, per poi essere tagliato in due porzioni di uguale estensione, ovvero nel nastro 3’ e nel nastro 3’’, mediante il dispositivo di taglio 6. I due nastri 3’ e 3’’ vengono quindi deviati ortogonalmente rispetto alla direzione del nastro 3 iniziale, grazie a due barre 7 che, nella figura in questione, sono disposte a 45° e a -45° rispetto a detta direzione del nastro 3 principale. I nastri 3’ e 3’’ così deviati, l’uno a 90°, l’altro a -90° rispetto al nastro 3, vengono sterilizzati nelle apposite vasche 8’ e 8’’ di sterilizzazione contenenti perossido di idrogeno.

Mediante il passaggio sopra una pluralità di rulli 9, detti nastri 3’ e 3’’ vengono ricondotti verso il centro della confezionatrice 1, in modo da trovarsi disposti verticalmente l’uno di fronte all’altro. Successivamente, i nastri 3’ e 3’’ vengono saldati longitudinalmente, mediante almeno un apposito gruppo 10 di saldatura, e tagliati mediante almeno un gruppo di saldatura 10’ trasversale, per poi essere trasformati, con meccanismi di tipo noto, in contenitori scatolari grazie ad un apposito dispositivo 11 a doppia fila.

FIGURA 2 mostra una vista laterale della confezionatrice 1 in oggetto. La figura in questione mostra, più dettagliatamente, la presenza del gruppo 4 di cordonatura; del dispositivo di taglio 6; del gruppo 5 compensatore atto a compensare gli eventuali strappi dovuti al moto intermittente; di una delle vasche si sterilizzazione, ovvero la vasca 8’; del gruppo 10 di saldatura; e del dispositivo 11 di trasformazione dei nastri 3’ e 3’’, previamente saldati longitudinalmente e trasversalmente, in contenitori scatolari.

FIGURA 3 mostra una vista in pianta della confezionatrice 1, in cui à ̈ evidenziato il percorso dei nastri 3’ e 3’’ una volta avvenuto il taglio del nastro 3 principale. Più in dettaglio, la figura mette in risalto come detti nastri 3’ e 3’’ vengano diretti ortogonalmente rispetto a detto nastro 3 principale, grazie alle barre 7 disposte a 45° e a -45° rispetto alla direzione del nastro 3. Sono inoltre rappresentati il gruppo 5 compensatore, le vasche 8’ e 8’’ di sterilizzazione, ed il dispositivo 11 a doppia fila.

Descrizione delle forme di realizzazione preferite

Nella sua forma di realizzazione preferita, la confezionatrice 1 atta alla produzione di contenitori per alimenti, a partire da una bobina 2 di nastro 3 di materiale poliaccoppiato, ed oggetto della presente domanda di brevetto per invenzione industriale, comprende, procedendo da monte a valle della lavorazione di detto nastro 3: almeno un gruppo 4 di cordonatura, atto ad imprimere le linee di piegatura sul nastro 3; almeno un gruppo 5 compensatore atto a compensare gli eventuali strappi del moto intermittente; almeno un dispositivo di taglio 6 anteposto a detto gruppo 5 ed atto a dividere il nastro 3 principale in almeno due nastri indipendenti 3’ e 3’’; almeno due barre 7, poste preferibilmente l’una a -45°, l’altra a 45° rispetto alla direzione del nastro 3 principale, atte a deviare detti nastri 3’ e 3’’ ortogonalmente rispetto alla direzione di detto nastro 3 principale; almeno due vasche 8’e 8’’ di sterilizzazione atte, l’una, a sterilizzare il nastro 3’, l’altra, il nastro 3’’; una pluralità di rulli 9 atti a ricondurre detti nastri 3’ e 3’’, indipendenti, verso il centro della confezionatrice 1, e in modo che gli stessi nastri 3’ e 3’’ presentino il loro lato interno, ovvero quello che andrà a costituire la parete interna del contenitore/i, rivolto verso l’alto, ed il loro lato esterno, presentante la grafica, rivolto verso il basso, per poi procedere verticalmente verso almeno una zona di saldatura 10 atta a saldare detti nastri 3’ e 3’’ in modo che ciascuno di essi formi un tubo. Detti tubi vengono successivamente saldati trasversalmente, mediante almeno un apposito gruppo 10’ di saldatura trasversale, per poi essere destinati ad evolversi a contenitori per alimenti con dispositivi e meccanismi di tipo noto. Detta confezionatrice 1, a tal proposito comprende, a valle, un comune dispositivo 11 a doppia fila, atto a trasformare i tubi, ottenuti in seguito alla saldatura dei tubi 3’ e 3’’, in contenitori scatolari a forma preferibilmente di parallelepipedo. Come già accennato, la presente domanda di brevetto per invenzione industriale si riferisce anche al procedimento, utilizzante la confezionatrice 1 sopra descritta, per produrre detti contenitori per alimenti.

Il procedimento in questione permette di ottenere, adottando gli stessi principi della meccanica della tecnologia convenzionale, un raddoppio della produttività. È infatti possibile produrre due contenitori per volta, poiché, grazie alla peculiare disposizione delle componenti della confezionatrice, sia la saldatura longitudinale che quella trasversale, sia la fase di riempimento dei contenitori così prodotti, hanno luogo simultaneamente.

Detto procedimento comprende in sequenza le fasi di:

a) Svolgimento verso l’alto di una bobina 2 di nastro 3 in materiale poliaccoppiato;

b) Passaggio di detto nastro 3 attraverso almeno un gruppo 4 di cordonatura; c) Taglio di detto nastro 3, in almeno due nastri 3’ e 3’’, indipendenti l’uno dall’altro, grazie ad un dispositivo di taglio 6 come una comune lama; d) Direzionamento di detti nastri 3’ e 3’’ ortogonalmente rispetto alla direzione del nastro 3 principale, grazie ad almeno due barre 7 disposte preferibilmente l’una a -45°, l’altra a 45° rispetto a detta direzione del nastro 3 principale.

e) Sterilizzazione di detti nastri 3’ e 3’’, deviati ortogonalmente rispetto alla direzione del nastro 3 principale, rispettivamente all’interno di vasche 8’e 8’’ di sterilizzazione contenenti H2O2;

f) Fuoriuscita automatizzata di ciascun nastro 3’ e 3’’ dalla rispettiva vasca 8’ e 8’’ di sterilizzazione, e passaggio di detti nastri 3’ e 3’’ attraverso una pluralità di rulli 9 che riconducono ciascun nastro verso il centro della confezionatrice 1, e li dirigono verticalmente, disponendoli l’uno di fronte all’altro, in modo che ciascun nastro rivolga il suo lato interno verso il lato interno dell’altro nastro;

g) Saldatura longitudinale e simultanea di ciascun nastro 3’ e 3’’ mediante almeno un gruppo di saldatura 10, e successiva saldatura trasversale dei tubi, mediante almeno un gruppo 10’ di saldatura trasversale, per ottenere i contenitori tagliati;

h) Riempimento di detti contenitori, tagliati, con l’alimento liquido;

i) Trasferimento di detti contenitori ad un comune dispositivo 11 che trasforma detti contenitori in forma scatolare.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Confezionatrice (1) atta alla realizzazione di prodotti da imballaggio, come contenitori scatolari, a partire da una singola bobina (2) di nastro (3), comprendente almeno un gruppo (4) di cordonatura atto ad imprimere le linee di piegatura su detto nastro (3); almeno un gruppo (5) compensatore atto a compensare eventuali strappi dovuti al moto intermittente; almeno un gruppo (10) di saldatura longitudinale atto ad eseguire la saldatura longitudinale del nastro coinvolgente solo i suoi lati interni, almeno un gruppo (10’) di saldatura trasversale del nastro previamente saldato longitudinalmente, almeno un comune dispositivo (11) atto a trasformare i contenitori, ottenuti da detto nastro (3) in seguito a saldature longitudinali e trasversali, in contenitori scatolari, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di taglio (6), posto dopo il passaggio del nastro (3) sul gruppo (5) compensatore, atto a dividere il nastro (3) in almeno due nastri (3’) e (3’’) di uguale estensione, dal fatto di comprendere almeno due barre (7) disposte l’una a -45°, l’altra a 45° rispetto alla direzione iniziale del nastro (3) e atte a direzionare detti nastri (3’) e (3’’) l’uno a 90°, l’altro a -90° rispetto alla direzione iniziale del nastro (3), dal fatto di comprendere almeno due vasche (8’) e (8’’) di sterilizzazione contenenti H2O2e atte a sterilizzare rispettivamente il nastro (3’) ed il nastro (3’’) deviati ortogonalmente, dal fatto di comprendere una pluralità di rulli (9) atti a ricondurre detti nastri (3’) e (3’’) verso il centro della confezionatrice (1), e dal fatto che la saldatura longitudinale di detti nastri (3’) e (3’) mediante detto gruppo (10), avviene simultaneamente e con lo stesso apposito dispositivo, detti nastri (3’) e (3’’) presentando il loro lato interno, e atto a costituire l’interno dei contenitori prodotti, l’uno di fronte all’altro in seguito al passaggio su detti rulli (9), e detto gruppo/i (10) essendo interposto tra detti nastri (3’) e (3’’).
2. 2. Confezionatrice (1) atta alla realizzazione di prodotti da imballaggio, come contenitori scatolari per alimenti secondo la precedente rivendicazione, carat terizzata dal fatto che le barre (7), secondo la precedente rivendicazione, sono poste l’una a 45°, l’altra a -45° rispetto alla direzione del nastro (3) principale.
3. 3. Confezionatrice (1) atta alla realizzazione di prodotti da imballaggio come contenitori scatolari per alimenti secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di taglio (6) Ã ̈ una comune lama da taglio.
4. 4. Confezionatrice (1) atta alla realizzazione di prodotti da imballaggio come contenitori scatolari per alimenti, secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che il gruppo (10) di saldatura à ̈ un comune sistema di saldatura per materiale poliaccoppiato del tipo a ultrasuoni o a induzione o simili.
5. 5. Confezionatrice (1) atta alla realizzazione di prodotti da imballaggio come contenitori scatolari, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il dispositivo (11) atto a trasformare i contenitori ottenuti in seguito alle saldature longitudinali e trasversali dei nastri (3’) e (3’’), in contenitori scatolari, à ̈ un dispositivo a doppia fila, una fila essendo atta alla realizzazione dei contenitori scatolari derivanti dal nastro (3’), l’altra fila essendo atta alla realizzazione dei contenitori scatolari derivanti dal nastro (3’’).
6. 6. Procedimento per la realizzazione di prodotti da imballaggio come contenitori scatolari per alimenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare la confezionatrice (1) secondo le precedenti rivendicazioni, detto procedimento comprendendo in sequenza le fasi di; a) svolgimento verso l’alto di una bobina (2) di nastro (3); b) passaggio di detto nastro (3) attraverso almeno un gruppo (4) di cordonatura; c) taglio di detto nastro (3), in almeno due nastri (3’) e (3’’), indipendenti l’uno dall’altro, grazie al dispositivo di taglio (6) ; d) direzionamento di detti nastri (3’) e (3’’) ortogonalmente rispetto alla direzione del nastro (3) principale, grazie ad almeno due barre (7) disposte preferibilmente l’una a -45°, l’altra a 45° rispetto a detta direzione del nastro (3) principale. e) sterilizzazione di detti nastri (3’) e (3’’), deviati ortogonalmente rispetto alla direzione del nastro (3) principale, rispettivamente all’interno di vasche (8’) e (8’’) di sterilizzazione contenenti H2O2; f) fuoriuscita automatizzata di ciascun nastro (3’) e (3’’) dalla rispettiva vasca (8’) e (8’’) di sterilizzazione, e passaggio di detti nastri (3’) e (3’’) attraverso la pluralità di rulli (9) che riconducono ciascun nastro verso il centro della confezionatrice (1), disponendoli l’uno di fronte all’altro, in modo che ciascun nastro rivolga il suo lato interno verso il lato interno dell’altro nastro; g) saldatura longitudinale e simultanea di ciascun nastro (3’) e (3’’) mediante almeno un comune gruppo di saldatura (10), e successiva saldatura trasversale dei tubi, mediante almeno un gruppo (10’) di saldatura trasversale, per ottenere i contenitori tagliati; h) riempimento di detti contenitori, tagliati, con la merce; i) trasferimento di detti contenitori al dispositivo (11) secondo la rivendicazione (5), atto a trasformare, detti contenitori in forma scatolare.
7. 7. Procedimento secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto di utilizzare una bobina (2) di nastro (3) in materiale poliaccoppiato.
8. 8. Contenitori da imballaggio scatolari, caratterizzati dal fatto di essere realizzati con la confezionatrice (1) e con il procedimento secondo le precedenti rivendicazioni.