ITTO20011044A1 - TAPE MATERIAL FOR THE PACKAGING OF FOOD PRODUCTS. - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention
La presente invenzione è relativa ad un materiale in foglio per il confezionamento di prodotti alimentari . The present invention relates to a sheet material for packaging food products.
Sono noti materiali per il confezionamento di prodotti alimentari versabili, quali ad esempio succo di frutta, vino, passata di pomodoro, latte pastorizzato o a lunga conservazione (UHT), ecc. Materials for the packaging of pourable food products are known, such as for example fruit juice, wine, tomato sauce, pasteurized or long-life (UHT) milk, etc.
Le confezioni vengono formate a partire da un nastro continuo di materiale di confezionamento alimentato da una bobina, il quale può ess(ere tagliato per formare sbozzati o sigillato longitudiinalmente per formare un tubo di materiale di confezionamento. Packages are formed from a continuous web of packaging material fed from a reel, which can be cut to form blanks or longitudinally sealed to form a tube of packaging material.
Il materiale di confezionamento ha una struttura multistrato comprendente uno strato dì materiale cartaceo rivestito su entrambi i lati da strati di materiale termosaldabile, ad esempio polietilene. Quando la confezione è destinata al confezionamento asettico di prodotti a lunga conservazione, come ad esempio latte UHT, il materiale di confezionamento comprende uno strato di materiale di barriera, costituito ad esempio da una pellicola di a luminio, il quale è sovrapposto ad uno strato di materiale plastico termosaldabile ed è a sua volta rivestito con un altro strato di materiale plastico termosaldabiLle atto a costituire la faccia interna della confezi.one destinata a venire a contatto con il prodotto alimenta(re. The packaging material has a multilayer structure comprising a layer of paper material coated on both sides with layers of heat-sealable material, for example polyethylene. When the package is intended for the aseptic packaging of long-life products, such as UHT milk, the packaging material comprises a layer of barrier material, consisting for example of an aluminum film, which is superimposed on a layer of heat-sealable plastic material and is in turn coated with another layer of heat-sealable plastic material suitable for forming the internal face of the package intended to come into contact with the food product.
Per la fabbricazione di confezioni asettìche, il nastro di materiale di confezionamento vier.e svolto da una bobina e passa attraverso una camera asettica nella quale viene sterilizzato, ad esempio mediante applicazione di un agente sterilizzante come il perossido di idrogeno che viene successivamente evaporato tramite riscaldamento, e/o mediante irradiamento del materiale di confezionarnento con una radiazione di lunghezza d'onda e intensità appropriate. For the manufacture of aseptic packages, the web of packaging material is unwound from a reel and passes through an aseptic chamber in which it is sterilized, for example by applying a sterilizing agent such as hydrogen peroxide which is subsequently evaporated by heating. , and / or by irradiating the packaging material with radiation of an appropriate wavelength and intensity.
Il nastro sterilizzato viene ripiegato a cilindro e saldato longitudinalmente così da formare , in modo noto, un tubo continuo verticale, longi tudinalmente sigillato. Il tubo di materiale dì confezionamento, in pratica, forma un prolungamento della carnera asettica ed è riempito in continuo con il prodotte alimentare versabile, e quindi inviato ad un'unità di formatura e sigillatura per la realizzazione delle singole confezioni, nella quale viene serrato fra coppie di ganasce che sigillano trasversalmente il tubo per formare pacchetti a cuscino. The sterilized tape is folded into a cylinder and welded longitudinally so as to form, in a known manner, a continuous vertical tube, longitudinally sealed. In practice, the tube of packaging material forms an extension of the aseptic pack and is continuously filled with the pourable food product, and then sent to a forming and sealing unit for the production of the individual packages, in which it is clamped between pairs of jaws that transversely seal the tube to form pillow packets.
I pacchetti a cuscino sono poi separati tra loro tagliando la zona dì sigillatura tra i pacchetti stessi e trasportati ad una stazione finale di piegatura, in cui vengono meccanicamente piegati nella forma delle confezioni finite. The pillow packets are then separated from each other by cutting the sealing area between the packets themselves and transported to a final folding station, where they are mechanically folded into the shape of the finished packs.
La formatura delle confezioni avviene mediante piegatura del materiale di confezionamento lungo linee di indebolimento prodotte sul materiale stesso mediante goffratura ("creasing") . The packaging is formed by folding the packaging material along weakening lines produced on the material itself by embossing ("creasing").
In particolare, il nastro presenta linee di indebolimento longitudinali, atte a definire gli spigoli verticali delle confezioni, e linee di indebolimento trasversali, atte a definire gli spigoli di base delle confezioni, oltre che a consentire la piegatura del materiale lungo le saldature trasversali. In particular, the belt has longitudinal weakening lines, suitable for defining the vertical edges of the packages, and transversal weakening lines, suitable for defining the base edges of the packages, as well as allowing the bending of the material along the transverse welds.
La goffratura è realizzata mediante una coppia di rulli di goffratura aventi rispettive superfici di lavoro provviste di linee rispettivamente in rilievo ed in recesso realizzate perfettamente a r egistro fra loro, in modo da sottoporre localmente il feriale ad una deformazione secondo un profilo che in sezione trasversale ha forma sostanzialmente ad U, senza sostanziali variazioni dello spessore del materiale stesso . The embossing is carried out by means of a pair of embossing rollers having respective working surfaces provided with respectively raised and recessed lines made perfectly in order to each other, so as to locally subject the workday to a deformation according to a profile which in cross section has substantially U-shaped, without substantial variations in the thickness of the material itself.
L' altezza dei risalti del cilindro di goffratura definisce la profondità delle linee di indebolimento, e quindi la loro resistenza alla piegatura, che viene definita da un parametro generalmente indicati come RCS ("Relative Crease Strength", cioè resisti nza alla piegatura relativa, misurata in rappo rto alla resistenza alla piegatura del materiale privo di linee di indebolimento) . Tanto maggiore è la profon dità delle linee di indebolimento, tanto minore è la loro resistenza alla piegatura e quindi l' RCS . The height of the ridges of the embossing cylinder defines the depth of the weakening lines, and therefore their resistance to bending, which is defined by a parameter generally referred to as RCS ("Relative Crease Strength", ie resist relative bending, measured in relation to the bending resistance of the material without weakening lines). The greater the depth of the weakening lines, the lower their resistance to bending and therefore the RCS.
La determinazione della profondità della goffratura è normalmente frutto di un compromesso fra i requisiti, fra loro antitetici, di una buona formabilità della confezione e di resistenza e stabilità della confezione stessa . The determination of the embossing depth is normally the result of a compromise between the antithetical requirements of a good formability of the package and of the strength and stability of the package itself.
Ne deriva che linee di indebolimento troppo marcate facilitano la formatura ma portano a confezioni non sufficientemente resistenti o stabili; viceversa, linee di indebolimento poco marcate determinano una buona resistenza e stabilità ma una pessima formabiliità della confezione . It follows that too marked weakening lines facilitate forming but lead to packages that are not sufficiently resistant or stable; vice versa, weakly marked lines of weakening determine a good resistance and stability but a very bad formability of the package.
Il problema è ulteriormente accentuato dal fatto che lo strato cartaceo del materiale (nel seguito, per brevità, "la carta") presenta normalmerite fibre orientate in direzione longitudinale, cioè in direzione parallela a quella di avanzamento del materiale nella macchina; pertanto, a parità di profondità, le linee di indebolimento trasversali presentano un RCS minore di quelle longitudinali in quanto la goffratura in senso trasversale rompe le fibre della carta. The problem is further accentuated by the fact that the paper layer of the material (hereinafter, for the sake of brevity, "the paper") normally has fibers oriented in the longitudinal direction, that is in the direction parallel to that of the advancement of the material in the machine; therefore, at the same depth, the transversal weakening lines have a lower RCS than the longitudinal ones since the embossing in the transversal direction breaks the fibers of the paper.
Poiché sono proprio le linee trasversali quelle che contribuiscono maggiormente alla resistenza ed alla Since it is precisely the transverse lines that contribute most to resistance and to
cC\Oi stabilità della confezione, è normalmente necessario cC \ Oi stability of the package, it is normally necessary
3 = determinare la profondità di goffratura in base a __ o Z=3 queste ultime, per ragioni di sicurezza, ed accettare O o Ζ Ό 3 = determine the embossing depth based on __ or Z = 3 the latter, for security reasons, and accept O or Ζ Ό
quindi problemi di formatura delle confezioni. therefore problems of forming the packages.
Scopo della presente invenzione è realizzare un materiale di confezionamento il quale sia privo degli inconvenienti connessi con i materiali notji e sopra specificati . The object of the present invention is to provide a packaging material which is free from the drawbacks connected with the known and above-specified materials.
Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa a un materiale in nastro per la realizzazione di confezioni djl prodotti alimentari presentante una pluralità di linee di indebolimento ottenute mediante goffratura, comprendenti linee di indebolimento longitudinali atte a costituire gli spigoli verticali delle confezioni ed una pluralità di linee di indebolimento trasversali atte a definire gli spigoli di base delle confezioni, caratterizzato dal fatto che le dette linee di indebolimento longitudinali presentano una resistenza alla piegatura minore rispetto a quelle trasversali. The aforesaid object is achieved by the present invention, since it relates to a web material for making food product packages having a plurality of weakening lines obtained by embossing, including longitudinal weakening lines suitable for forming the vertical edges of the packages and a plurality of transversal weakening lines adapted to define the base edges of the packages, characterized in that said longitudinal weakening lines have a lower resistance to folding than the transverse ones.
Secondo l'invenzione, il materiale consente di ottenere una buona formabilità grazie alle linee di indebolimento longitudinali a resistenza ridotta, mentre le confezioni finite presenta no ottime caratteristiche strutturali grazie alla resistenza maggiore delle linee di indebolimento che definiscono gli spigoli di base delle confezioni stesse. According to the invention, the material allows to obtain a good formability thanks to the longitudinal weakening lines with reduced resistance, while the finished packages have excellent structural characteristics thanks to the greater resistance of the weakening lines that define the base edges of the packages themselves.
La goffratura di tipo convenzionale presenta alcuni inconvenienti ulteriori. Conventional embossing has some further drawbacks.
In primo luogo, le attrezzature necessarie per eseguirla sono molto costose in quanto le superfici di lavoro dei rulli di goffratura devono essere realizzate con un livello di precisione elevatissimo, perché devono combaciare perfettamente fra loro per non danneggiare il materiale. Firstly, the equipment needed to perform it is very expensive as the working surfaces of the embossing rollers must be made with a very high level of precision, because they must fit perfectly together in order not to damage the material.
Inoltre, la piegatura del materiale lungo le linee di indebolimento, durante la formatura delle confezioni, può provocare un'indesiderata delaminazione locale del materiale. In addition, the folding of the material along the lines of weakening, during the forming of the packages, can cause an unwanted local delamination of the material.
Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, le linee di indebolìmento sono prodotte mediante una goffratura a comprp ssione e presentano un profilo in recesso su una faccia del materiale e un profilo non convesso su faccia opposta. According to a preferred embodiment of the invention, the weakening lines are produced by means of a compression embossing and have a recessed profile on one face of the material and a non-convex profile on the opposite face.
In questo modo, le linee di indebolirnento possono essere prodotte mediante un rullo di goffratura provvisto di risalti ed un rullo di reazione avente una superficie di lavoro liscia, ovvero priva dei recessi che nella goffratura tradizionale fanno da "matrice" per i risalti dell'altro rullo; l'attrezzatura per la goffratura risulta pertanto sensibilmente più economica. In this way, the weakening lines can be produced by means of an embossing roller provided with projections and a reaction roller having a smooth working surface, ie without the recesses that in traditional embossing act as a "matrix" for the projections of the other. roller; the embossing equipment is therefore significantly cheaper.
Inoltre, poiché durante la goffratura il materiale viene sottoposto a semplice compressione e non ad azioni di taglio, si riducono i problemi di delaminazione ed i rischi ad essa connessi. Furthermore, since during embossing the material is subjected to simple compression and not to cutting actions, delamination problems and the associated risks are reduced.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono descritti nel seguito alcuni esempi di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, some examples of embodiment are described below, purely by way of non-limiting example and with reference to the attached drawings, in which:
la figura 1 illustra schematicamente una macchina per la produzione di confezioni asettiche a partire da un nastro di materiale in foglio secondo a presente invenzione; Figure 1 schematically illustrates a machine for the production of aseptic packages starting from a web of sheet material according to the present invention;
la figura 2 illustra una porzione di u:n materiale di confezionamento in foglio realizzato secondo la presente invenzione; Figure 2 illustrates a portion of a sheet packaging material made according to the present invention;
la figura 3 è una sezione schematica lundo la linea III-III di figura 2, illustrante il profilo di una prima linea di indebolimento del materiale di figura 2; Figure 3 is a schematic section through the line III-III of Figure 2, illustrating the profile of a first weakening line of the material of Figure 2;
la figura 4 è una sezione schematica lundo la linea IV- IV di figura 2 illustrante il profilo di una seconda linea di indebolimento del materiale di figura 2; Figure 4 is a schematic section through the line IV-IV of Figure 2 illustrating the profile of a second weakening line of the material of Figure 2;
la figura 5 illustra schematicamente, in sezione, una fase del procedimento di fabbricazione del materiale per l'ottenimento della m ea di indebolimento di figura 3; Figure 5 schematically illustrates, in section, a step of the manufacturing process of the material for obtaining the weakening pattern of Figure 3;
la figura 6 illustra schematicamente, in sezione, una fase del procedimento di fabbricazione del materiale per l'ottenimento della .Linea di indebolimento di figura 4; Figure 6 schematically illustrates, in section, a step of the manufacturing process of the material for obtaining the weakening line of Figure 4;
la figura 7 illustra schematicamente, in sezione, una fase del procedimento di ione del materiale per l'ottenimento della inea di indebolimento di figura 3 secondo una variante dell'invenzione; e Figure 7 schematically illustrates, in section, a step of the process of ionizing the material for obtaining the area of weakening of Figure 3 according to a variant of the invention; And
la figura 8 illustra schematicamente, in sezione, una fase del procedimento di fabbrica del materiale per l'ottenimento della linea di indebolimento di figura 4, secondo la variante di realizzazione. Figure 8 schematically shows, in section, a step of the manufacturing process of the material for obtaining the weakening line of Figure 4, according to the variant embodiment.
Con riferimento alla figura 2, è indicata con 1 una porzione di un materiale 2 di confezionamento in foglio, alimentato in forma di nastro 3 contiruo. With reference to Figure 2, 1 indicates a portion of a sheet packaging material 2, fed in the form of a continuous tape 3.
Il nastro 3 di materiale 2 presenta una pluralità di linee di indebolimento, indicate nel loro complesso con il numero 4, ed un decoro stampato 5, quali si ripetono con una periodicità R pari alla lunghezza del tratto di carta necessario per la fabbricazione di una confezione. The tape 3 of material 2 has a plurality of weakening lines, indicated as a whole with the number 4, and a printed decoration 5, which are repeated with a periodicity R equal to the length of the section of paper necessary for the manufacture of a package. .
Il nastro 3 è atto ad essere utilizzato in una macchina 6 per la fabbricazione di confezioni asettiche, illustrata schematicamente in figura 1. Nella macchina 6 il nastro 3 viene svolto da una bobina 7 e passa attraverso una camera asetcica (non illustrata) in cui viene sterilizzato, ed un gruppo 8 di piegatura e sigillatura longitudinale in cui viene formato, in modo noto, un tubo 9 continuo ad asse verticale . The tape 3 is adapted to be used in a machine 6 for the manufacture of aseptic packages, schematically illustrated in figure 1. In the machine 6 the tape 3 is unwound from a reel 7 and passes through an aseptic chamber (not shown) in which it is sterilized, and a longitudinal folding and sealing unit 8 in which a continuous tube 9 with a vertical axis is formed in a known way.
Il tubo 9 di materiale di confezionamento viene riempito in continuo con il prodotto alimentare versatile mediante un dispositivo 10 di riempimento di tipo noto, e quindi inviato ad una stazione 14 di formatura e sigillatura trasversale, nella quale viene serrato fra coppie di ganasce (non illustrate) che sigillano trasversalmente il tubo per formare pacchetti a cuscino 15. The tube 9 of packaging material is filled continuously with the versatile food product by means of a filling device 10 of a known type, and then sent to a transversal forming and sealing station 14, in which it is clamped between pairs of jaws (not shown ) which transversely seal the tube to form pillow packets 15.
I pacchetti a cuscino 15 sono poi separayi tra loro tagliando la zona di sigillatura tra i pacchetti stessi, e trasportati ad una stazione finale di piegatura 16, in cui vengono meccanicamente piegati nella forma delle confezioni finite 17. The pillow packets 15 are then separated from each other by cutting the sealing area between the packets themselves, and transported to a final folding station 16, where they are mechanically folded into the shape of the finished packs 17.
La formatura delle confezioni avviene rilegando il materiale lungo le linee di indebolimento 4, e controllandone l'avanzamento mediante un sensore ottico 16 che "legge" segni di registro 18 disposti sul materiale con periodicità R. The packs are formed by binding the material along the weakening lines 4, and controlling its advancement by means of an optical sensor 16 which "reads" register marks 18 arranged on the material with periodicity R.
Le linee di indebolimento 4 sono realizzate mediante un processo di goffratura e comprendono linee di indebolimento longitudinali 4a, atte a definire gli spigoli verticali delle confezioni 17 finite, e linee di indebolimento trasversali 4b atte a definire gli spigoli di base delle confezioni 17. The weakening lines 4 are made by means of an embossing process and include longitudinal weakening lines 4a, designed to define the vertical edges of the finished packages 17, and transverse weakening lines 4b, designed to define the base edges of the packages 17.
Secondo la presente invenzione, le linee di indebolimento longitudinali 4a presentano una resistenza alla piegatura minore rispetto alle linee di indebolimento trasversali 4b. Tale diversità di resistenza è ottenuta variando opportunamente la profondità di goffratura, come meglio descritto nel seguito. According to the present invention, the longitudinal weakening lines 4a have a lower resistance to bending than the transversal weakening lines 4b. This difference in resistance is obtained by suitably varying the embossing depth, as better described below.
Convenientemente, la resistenza alla piegatura relativa ("RCS") delle linee longitudinali 4a, cioè il rapporto fra la resistenza alla piegatura di tali linee e quella del materiale 2 privo di linee di indebolimento è compreso fra 55% e 65% e preferibilmente pari a 65%; l'RCS delle 1inee 4b è convenientemente compreso fra 65% e 75%, e preferibilmente pari a circa 70%. Conveniently, the relative bending resistance ("RCS") of the longitudinal lines 4a, i.e. the ratio between the bending resistance of these lines and that of the material 2 without weakening lines, is comprised between 55% and 65% and preferably equal to 65%; the RCS of the lines 4b is conveniently comprised between 65% and 75%, and preferably equal to about 70%.
La differenza fra gli RCS delle linee 4b trasversali rispetto alle linee 4a longitudinali è pertanto convenientemente compresa fra 2% e 20%, e preferibilmente pari a 10%. The difference between the RCS of the transverse lines 4b with respect to the longitudinal lines 4a is therefore conveniently comprised between 2% and 20%, and preferably equal to 10%.
Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, le linee di indebolimento 4a, 4b (figure 5 e 6) sono preferibilmente costituì te da linee di compressione realizzate mediante un processo di goffratura per compressione, nel quale cioè il materiale 2 viene compresso fra un rullo 20 di goffratura provvisto di una pluralità di rilievi 21a, 21b in corrispondenza delle linee di compressione 4, ed un rullo 22 di reazione liscio, ovvero sprovvisto di incavi in corrispondenza dei risalti 21a, 21b According to a preferred embodiment of the invention, the weakening lines 4a, 4b (Figures 5 and 6) preferably consist of compression lines made by means of a compression embossing process, in which the material 2 is compressed between a embossing roller 20 provided with a plurality of reliefs 21a, 21b in correspondence with the compression lines 4, and a smooth reaction roller 22, i.e. without recesses in correspondence of the projections 21a, 21b
Il profilo dei rulli 20, 22, sviluppato in piano, e illustrato parzialmente e schematicamente n elle figure 5 e 6, nelle quali appare evidente la maggiore altezza dei risalti 21a rispetto ai risalti 21b allo scopo di ottenere la differenza di resistenza alla piegatura fra le linee 4a e le linee 4b. The profile of the rollers 20, 22, developed in plan, is partially and schematically illustrated in Figures 5 and 6, in which the greater height of the projections 21a with respect to the projections 21b is evident in order to obtain the difference in resistance to bending between the lines 4a and lines 4b.
In questo modo, è possibile ottenere una buona formatura delle confezioni e, contemporaneamente, assicurare una buona resistenza e stabilità delle stesse. In this way, it is possible to obtain a good forming of the packages and, at the same time, to ensure a good resistance and stability of the same.
Convenientemente, il rullo 20 opera sulla faccia 23 del materiale atta a definire la superileie esterna della confezione, sulla quale cioè viene stampato il decoro 5, ed il rullo 22 sulla faccia 25 opposta Conveniently, the roller 20 operates on the face 23 of the material adapted to define the external surface of the package, i.e. on which the decoration 5 is printed, and the roller 22 on the opposite face 25
Come è chiaramente visibile nelle figure 3 e 4, le Z linee di compressione 4a, 4b presentano un profilo in recesso sulla faccia 23 del materiale 2, delimitato lateralmente da fianchi 26 a gradino, ed un profilo sostanzialmente piano o leggermente concavo sulla faccia 25 opposta. As can be clearly seen in Figures 3 and 4, the Z compression lines 4a, 4b have a recessed profile on the face 23 of the material 2, laterally delimited by stepped sides 26, and a substantially flat or slightly concave profile on the opposite face 25 .
Nelle figure 7 e 8 è illustrata una variante di realizzazione dell'invenzione, in cui la goffratura è eseguita mediante una tecnica convenzionale. Figures 7 and 8 illustrate a variant embodiment of the invention, in which the embossing is performed by means of a conventional technique.
In questo caso, la goffratura è realizzata mediante una coppia di rulli di goffratura 30, 31 aventi rispettive superfici di lavoro provviste di rilievi 32a, 32b e, rispettivamente, recessi 33a, 33b perfettamente a registro fra loro, in modo da sottoporre localmente il materiale ad una doppia piegatura secondo un profilo che in sezione trasversale ha forma sostanzialmente ad U. Anche in ques ;o caso, la profondità della goffratura è maggiore per 1e linee 4a rispetto alle linee 4b. In this case, the embossing is carried out by means of a pair of embossing rollers 30, 31 having respective working surfaces provided with reliefs 32a, 32b and, respectively, recesses 33a, 33b perfectly in register with each other, so as to locally subject the material to a double fold according to a profile which in cross section has a substantially U shape. Also in this case, the embossing depth is greater for lines 4a than for lines 4b.
Risulta infine chiaro che al materiale descritto possono essere apportate modifiche e varian ti che non escono dall'ambito di tutela defini to delle rivendicazioni . Finally, it is clear that modifications and variations may be made to the material described which do not depart from the scope of protection defined by the claims.
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