ITVA20090027A1 - COUPLED WITH PAPER AND AT LEAST TWO DEGRADABLE PLASTIC FILMS WITH HUMIDITY AND OXYGEN BARRIER AND THERMO-HEATED PACKAGING BAGS - Google Patents
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Description
Il presente trovato concerne il confezionamento e in particolare il confezionamento di prodotti secchi. The present invention relates to the packaging and in particular the packaging of dry products.
Nel confezionamento di prodotti alimentari e non, la carta rimane di gran lunga il materiale esteticamente e tattilmente più gradevole ed apprezzato. I sacchetti di carta sono decisamente preferiti ai più comuni sacchetti di plastica. La carta tuttavia ha precise limitazioni d’uso in quanto non è idonea al confezionamento di prodotti deperibili e/o umidi, mangimi, ecc. ed essendo opaca non consente l’osservazione del contenuto. In the packaging of food and non-food products, paper remains by far the most aesthetically and tactually pleasing and appreciated material. Paper bags are definitely preferred over the more common plastic bags. However, the paper has specific limitations of use as it is not suitable for the packaging of perishable and / or wet products, feed, etc. and being opaque it does not allow observation of the content.
Per questo tipo di prodotti si fa largo uso attualmente di imballaggi flessibili in forma di sacchetti termosaldati di pellicola di polipropilene o alternativamente di un materiale plastico degradabile come l’acido polilattico o PLA o il prodotto commerciale MaterBi della Novamont, atti a garantire una barriera all’umidità dei prodotti freschi come ad esempio insalate, ortaggi e frutti trattati e puliti, pronti per consumo alimentare. Il propilene, così come tali altri materiali plastici, consentono anche di determinare specifiche caratteristiche di scambio gassoso, se desiderabile, tra interno ed esterno della confezione in virtù di una certa permeabilità ai gas ottenuta praticando un certo numero di fori di diametro determinato per metro quadro di superficie della pellicola di materiale plastico. For this type of products, flexible packaging is currently widely used in the form of heat-sealed polypropylene film bags or alternatively a degradable plastic material such as polylactic acid or PLA or the commercial product MaterBi by Novamont, designed to guarantee a barrier against humidity of fresh products such as salads, treated and cleaned vegetables and fruits, ready for food consumption. Propylene, as well as these other plastic materials, also allow to determine specific gaseous exchange characteristics, if desired, between the inside and outside of the package by virtue of a certain permeability to gases obtained by making a certain number of holes with a determined diameter per square meter. surface of the plastic film.
E’ stato ora trovato modo per garantire da un lato compostabilità e completa o quasi (> 95%) biodegradabilità e caratteristiche ottimali di confezionamento di prodotti in termini di sigillabilità della confezione con comuni tecniche di imballaggio, efficace barriera all’umidità e allo scambio di gas tra interno ed esterno della confezione nonché opzionalmente anche alla migrazione dell’ossigeno atmosferico all’interno della confezione, e d’altro lato conferire alla confezione l’aspetto esteriore di involucro cartaceo, peraltro stampabile con marchio, informazioni sul contenuto, codici informatici e quant’altro desiderato. A way has now been found to guarantee on the one hand compostability and complete or almost complete (> 95%) biodegradability and optimal packaging characteristics of products in terms of the sealability of the package with common packaging techniques, an effective barrier to humidity and to the exchange of gas between the inside and outside of the package as well as optionally also to the migration of atmospheric oxygen inside the package, and on the other hand to give the package the external appearance of a paper envelope, which can also be printed with brand, information on the contents, computer codes and anything else desired.
Opzionalmente, quando è desiderabile consentire l’osservazione del contenuto, almeno una faccia del sacchetto di confezionamento può avere un’ampia area trasparente, preferibilmente un’ampia banda centrale, da un’estremità all’altra del sacchetto o trasversale. Optionally, when it is desirable to allow observation of the contents, at least one face of the packaging bag can have a large transparent area, preferably a wide central band, from one end of the bag to the other or transverse.
Fondamentalmente il trovato concerne un accoppiato per la formazione di sacchetti termosaldati di confezionamento comprendente un foglio cartaceo esterno, una pellicola intermedia di acido polilattico (PLA) con strato barriera di un materiale appartenente al gruppo composto da SiOxed etilen-vinil alcool, su almeno una faccia di accoppiamento, ed una pellicola interna di un materiale degradabile saldabile a caldo. Basically, the invention relates to a coupling for the formation of heat-sealed packaging bags comprising an external paper sheet, an intermediate film of polylactic acid (PLA) with a barrier layer of a material belonging to the group consisting of SiOx and ethylene-vinyl alcohol, on at least one side coupling, and an inner film of a heat-sealable degradable material.
La pellicola intermedia trasparente di acido polilattico con strato barriera può avere di spessore relativamente sottile, generalmente tra 10 e 40 μm e più preferibilmente tra 10 e 20 μm, opzionalmente con materiale barriera all’ossigeno deposto su almeno una faccia di accoppiamento del film di PLA di SiOxmediante tecniche di deposizione a fascio elettronico o equivalenti, oppure di etilen-vinil alcool applicato per contatto. The transparent intermediate film of polylactic acid with barrier layer can have a relatively thin thickness, generally between 10 and 40 μm and more preferably between 10 and 20 μm, optionally with oxygen barrier material deposited on at least one coupling face of the PLA film of SiOx by means of electron beam deposition techniques or equivalent, or of ethylene-vinyl alcohol applied by contact.
La pellicola interna è anch’essa di un materiale plastico trasparente, nonché compostabile ed altamente degradabile, saldabile a caldo, come ad esempio una pellicola MaterBi, prodotta dalla Novamont, o equivalenti materiali plastici degradabili saldabili a caldo. A differenza della pellicola intermedia di acido polilattico il cui spessore può essere minimizzato a garantire esclusivamente la funzione barriera, lo spessore della pellicola interna di materiale saldabile a caldo degradabile può liberamente variare entro ampi limiti tenendo conto dell’uso contemplato dell’accoppiato. Un accoppiato per confezionamento in sacchetti di quantità di prodotto di peso relativamente piccolo, ad esempio fino a un massimo di circa 1 Kg, lo strato termosaldabile interno potrà avere un spessore generalmente compreso tra 20 e 30 μm, mentre se l’accoppiato è destinato al confezionamento di prodotti in sacchi di peso complessivo relativamente grande (diversi Kg) come ad esempio mangimi, lo spessore della pellicola interna di materiale plastico saldabile a caldo degradabile potrà avere uno spessore adeguatamente aumentato, ad esempio compreso tra 30 e 100 μm. In tal modo si assicura una adeguata robustezza della parete del sacco e l’affidabilità della saldatura su se stesso del materiale plastico della pellicola interna, mentre l’efficace barriera all’umidità e all’ossigeno resta assicurata dalla sottile pellicola intermedia di acido polilattico barrierato che non necessita di alcun incremento di spessore. Infatti il PLA è difficilmente utilizzabile in spessori elevati senza perdita di flessibilità e plasticità e che, d’altro canto, in forma di pellicola di spessore relativamente contenuto renderebbe saldabilità e sigillabilità molto critiche e poco affidabili specialmente per confezionamento in sacchi relativamente grandi di diversi Kg di prodotto. The inner film is also made of a transparent plastic material, as well as compostable and highly degradable, heat-sealable, such as a MaterBi film, produced by Novamont, or equivalent heat-sealable degradable plastic materials. Unlike the intermediate film of polylactic acid whose thickness can be minimized to guarantee only the barrier function, the thickness of the internal film of degradable heat-sealable material can freely vary within wide limits taking into account the intended use of the coupled. A laminate for packaging in bags of relatively small quantities of product weight, for example up to a maximum of about 1 kg, the internal heat-sealable layer may have a thickness generally between 20 and 30 μm, while if the laminate is intended for packaging of products in bags with a relatively large total weight (several kg) such as feed, the thickness of the internal film of degradable heat-sealable plastic material may have an adequately increased thickness, for example between 30 and 100 μm. In this way an adequate strength of the bag wall and the reliability of the sealing of the plastic material of the inner film on itself is ensured, while the effective barrier to humidity and oxygen is ensured by the thin intermediate film of barrier polylactic acid. which does not require any increase in thickness. In fact, PLA is difficult to use in high thicknesses without loss of flexibility and plasticity and which, on the other hand, in the form of a relatively thin film would make sealability and sealability very critical and unreliable especially for packaging in relatively large bags of several kg. of product.
Il foglio cartaceo esterno ha sia funzione estetica e di supporto opaco più chiaramente stampabile e leggibile che quella di contribuire alla robustezza complessiva dei sacchetti termosaldati realizzati con l’accoppiato. Generalmente la carta esterna può avere una grammatura compresa tra 40 e 100 g/m2. The external paper sheet has both an aesthetic and opaque support function that is more clearly printable and legible than that of contributing to the overall strength of the heat-sealed bags made with the laminate. Generally, the outer paper can have a weight between 40 and 100 g / m2.
L’unione dei tre diversi materiali tra loro per formare l’accoppiato è assicurata impiegando una colla a base acquosa, anch’essa altamente degradabile, secondo comuni tecniche di laminazione di accoppiati di pellicole plastiche e/o cartacee. The union of the three different materials together to form the coupled is ensured by using a water-based glue, also highly degradable, according to common lamination techniques of coupled plastic and / or paper films.
Alternativamente può essere utilizzata una colla poliuretanica priva di solvente purché comunque assicuri una degradabilità di almeno il 95% dell’accoppiato. Alternatively, a solvent-free polyurethane glue can be used as long as it still ensures a degradability of at least 95% of the coupled.
Comunemente, il foglio cartaceo esterno può essere accoppiato alle due pellicole trasparenti a formare un nastro continuo di accoppiato dei tre materiali. Il foglio esterno cartaceo può essere continuo o avere aperture di ampiezza e posizione stabilite a registro per realizzare sacchetti termosaldati di confezionamento con “finestre” trasparenti allo scopo di consentire l’osservazione del contenuto. Commonly, the external paper sheet can be coupled to the two transparent films to form a continuous bonding tape of the three materials. The external paper sheet can be continuous or have openings of width and position established in register to create heat-sealed packaging bags with transparent "windows" in order to allow observation of the contents.
Secondo una forma particolarmente efficace, nastri di dette pellicole plastiche costituenti vengono laminate ad almeno due o più strisce parallele distanziate tra loro di carta così da lasciare almeno un’ampia fascia longitudinale scoperta delle sole due pellicole trasparenti tra due fasce laterali coperte invece dalla carta. Opzionalmente, la larghezza o le larghezze delle strisce di carta esterna e tale da lasciare scoperte anche sottili strisce lungo i bordi laterali del nastro ricavabili dal manufatto per facilitare la formazione di una saldatura longitudinale dei due bordi affacciati privi di strato cartaceo. According to a particularly effective form, tapes of said constituent plastic films are laminated to at least two or more parallel strips of paper spaced from each other so as to leave at least a wide longitudinal strip uncovered of the only two transparent films between two lateral strips covered by paper instead. Optionally, the width or widths of the external paper strips is such as to leave even thin strips uncovered along the lateral edges of the ribbon obtainable from the manufactured article to facilitate the formation of a longitudinal seal of the two facing edges without a paper layer.
In ogni caso, la superficie della pellicola interna di materiale degradabile termosaldabile consente la formazione di sacchetti termosaldati perfettamente sigillati, ad esempio formati ciascuno da un segmento di tubolare continuo ottenuto per unione e termosaldatura longitudinale di lembi longitudinali affacciati l’uno contro l’altro dell’accoppiato, chiuso alle due estremità mediante termosaldatura-taglio trasversale, secondo comuni tecniche di formatura di sacchetti da sigillare dopo l’introduzione del prodotto al loro interno, o di sacchetti di diversa fattura. In any case, the surface of the inner film of heat-sealable degradable material allows the formation of perfectly sealed heat-sealed bags, for example each formed by a continuous tubular segment obtained by joining and longitudinal heat-sealing of longitudinal flaps facing each other of the 'coupled, closed at both ends by heat-sealing-transversal cutting, according to common techniques for forming bags to be sealed after the introduction of the product inside them, or bags of different types.
La Fig. 1 illustra la composizione dell’accoppiato del presente trovato. La Fig. 2 mostra una forma di realizzazione di un nastro continuo di accoppiato per la formazione di sacchetti termosaldati il cui contenuto è osservabile attraverso un’area non coperta dal foglio esterno cartaceo dell’accoppiato. Fig. 1 illustrates the composition of the coupled of the present invention. Fig. 2 shows an embodiment of a continuous coupled belt for the formation of heat-sealed bags whose content is observable through an area not covered by the outer paper sheet of the coupled.
La serie da Fig. 3 a Fig. 6 mostra diversi esempi di sacchetti realizzati con l’accoppiato del presente trovato. The series from Fig. 3 to Fig. 6 shows several examples of bags made with the coupled of the present invention.
Secondo una forma particolarmente preferita di realizzazione del presente trovato mostrato in Fig. 1, l’accoppiato 1 è fondamentalmente composto da un foglio esterno di carta 2, da una pellicola intermedia 3 di acido polilattico (PLA) che, nell’esempio illustrato, è fornita da uno strato superficiale barriera all’ossigeno 3b e da una pellicola interna 4 di materia plastica degradabile termosaldabile. According to a particularly preferred embodiment of the present invention shown in Fig. 1, the coupled material 1 is basically composed of an outer sheet of paper 2, of an intermediate film 3 of polylactic acid (PLA) which, in the illustrated example, is provided by an oxygen barrier surface layer 3b and by an internal film 4 of heat-sealable degradable plastic material.
L’illustrazione dei relativi spessori (non in scala) stabilisce comunque la relativa sottigliezza della pellicola intermedia 3 di PLA, preferibilmente avente uno strato 3b contenente materiale barriera alla diffusione di ossigeno, rispetto allo spessore della pellicola di materia plastica degradabile termosaldabile 4 nonché del foglio cartaceo 2. The illustration of the relative thicknesses (not to scale) however establishes the relative thinness of the intermediate PLA film 3, preferably having a layer 3b containing oxygen diffusion barrier material, with respect to the thickness of the heat-sealable degradable plastic film 4 as well as of the sheet paper 2.
L’accoppiato è dimensionabile in funzione della destinazione d’uso, potendo aumentare la robustezza meccanica necessaria a realizzare sacchetti di confezionamento di quantità anche nell’ordine della decina di Kg di contenuto senza le limitazioni ed inconvenienti che si presenterebbero aumentando lo spessore della pellicola di acido polilattico di un accoppiato deperibile di solo foglio cartaceo e di solo PLA che peraltro ha caratteristiche di termosaldabilità su se stesso relativamente poco affidabili in caso di carichi meccanici particolarmente elevati. The laminate can be sized according to the intended use, being able to increase the mechanical strength necessary to make packaging bags of quantities even in the order of ten kg of content without the limitations and drawbacks that would arise by increasing the thickness of the film. polylactic acid of a perishable laminate of paper sheet only and PLA only which, moreover, has relatively unreliable heat-sealability characteristics on itself in case of particularly high mechanical loads.
In pratica la robustezza meccanica dell’accoppiato è data in modo sostanziale dallo strato interno di materia plastica degradabile termosaldabile 4 e dal foglio cartaceo esterno 2, mentre la funzione barriera all’umidità e all’ossigeno è assicurata da una pellicola intermedia di PLA 3 il cui spessore può quindi essere minimizzato ai soli fini barriera, assicurando in tal modo eccellenti caratteristiche di flessibilità. In practice, the mechanical strength of the laminate is substantially given by the internal layer of heat-sealable degradable plastic material 4 and by the external paper sheet 2, while the moisture and oxygen barrier function is ensured by an intermediate film of PLA 3. whose thickness can therefore be minimized for barrier purposes only, thus ensuring excellent flexibility characteristics.
L’adesione tra loro delle tre pellicole può essere assicurata impiegando comune colla degradabile a base acquosa o alternativamente può essere utilizzata colla poliuretanica priva di solvente che assicuri comunque una degradabilità di almeno il 95%. Le tecniche di laminazione dei tre fogli con interposizione della colla può essere una qualsiasi delle comuni tecniche di laminazione di questo tipo di materiali. The adhesion of the three films to each other can be ensured by using common water-based degradable glue or alternatively, solvent-free polyurethane glue can be used which still ensures a degradability of at least 95%. The lamination techniques of the three sheets with interposition of the glue can be any of the common lamination techniques of this type of materials.
La Fig. 2 mostra una forma di realizzazione di un nastro continuo di accoppiato in cui assieme alle pellicole plastiche trasparenti 3 e 4 vengono accoppiati almeno due o più strisce parallele distanziate tra loro di carta 2 così da lasciare un’ampia fascia longitudinale scoperta delle sole due pellicole trasparenti tra due fasce laterali coperte dal foglio cartaceo 2. Fig. 2 shows an embodiment of a continuous laminated tape in which at least two or more parallel strips of paper 2 are coupled together with the transparent plastic films 3 and 4, so as to leave a wide longitudinal strip uncovered only by two transparent films between two lateral bands covered by the paper sheet 2.
Nell’esempio illustrato, la larghezza delle due strisce di carta esterna 2 è tale da lasciare scoperte anche sottili strisce delle sole pellicole plastiche 3 e 4 lungo i bordi laterali del nastro di accoppiato così come prodotto oppure ricavabili da un manufatto di maggior larghezza, per consentire di formare saldature longitudinali dei bordi affacciati privi di strato cartaceo. In the example illustrated, the width of the two outer paper strips 2 is such as to leave even thin strips of the plastic films 3 and 4 uncovered along the lateral edges of the coupled tape as produced or which can be obtained from a product of greater width, in order to allow to form longitudinal welds of the facing edges without a paper layer.
Irrispettivamente dal fatto che lo strato esterno 2 di foglio cartaceo lasci o non lasci aree scoperte continue come nel caso della Fig.2, oppure a forma di aperture o finestre predisposte a registro nel foglio cartaceo da lamine con le pellicole plastiche, le Fig. da 3 a 6 mostrano schematicamente diverse strutture di sacchetti o buste termosaldate di confezionamento realizzabili con l’accoppiato del presente trovato. Irrespectively of the fact that the outer layer 2 of paper sheet leaves or does not leave continuous uncovered areas as in the case of Fig. 2, or in the form of openings or windows arranged in register in the paper sheet from foils with plastic films, Figs. 3 to 6 schematically show different structures of heat-sealed packaging bags or envelopes which can be made with the coupled product of the present invention.
La Fig. 3 mostra il profilo di una semplice busta rettangolare termosaldata realizzata da nastro di accoppiato sbobinato da una bobina di alimentazione, ad esempio ripiegando il nastro su se stesso termosaldando il fondo ripiegato e i lembi longitudinali affacciati uno contro l’altro, formando il fondo Sfe i due lati Sldella busta, lasciando aperto il quarto lato di riempimento e successiva sigillatura mediante termosaldatura Ss. Fig. 3 shows the profile of a simple rectangular heat-sealed envelope made from coupled tape unwound from a supply reel, for example by folding the tape on itself by heat-sealing the folded bottom and the longitudinal flaps facing each other, forming the bottom Sfe the two sides Sld of the envelope, leaving open the fourth filling side and subsequent sealing by heat sealing Ss.
La Fig. 4 mostra un classico sacchetto denominato “doy pack” (o “stand up”) formato da nastro di accoppiato sbobinato aperto che viene quindi ripiegato su se stesso e il lato di piega spinto da un organo trasversale a inflettersi verso l’interno prima di termosaldare i fianchi longitudinali Sldel sacchetto in modo da creare un soffietto di fondo Fsdispiegabile nel modo illustrato in Fig.4. Dopo aver introdotto il prodotto all’interno del sacchetto, il bordo superiore viene sigillato anche in questo caso mediante termosaldatura Sssulle superfici affacciate dello strato plastico interno dell’accoppiato. Fig. 4 shows a classic bag called "doy pack" (or "stand up") formed by an open coupled tape which is then folded back on itself and the fold side pushed by a transverse organ to bend inwards before heat-sealing the longitudinal sides Sld of the bag so as to create a bottom gusset Fs that can be unfolded as illustrated in Fig. 4. After introducing the product inside the bag, the upper edge is also sealed in this case by heat sealing on the facing surfaces of the internal plastic layer of the coupled.
Le Fig. 5a e 5b sono viste frontali e in prospettiva di sacchetti termosaldati formati in una comune macchina di fabbricazione di sacchetti che opera una saldatura longitudinale Sla costituire un tubolare unendo i bordi opposti affacciati dell’accoppiato a nastro svolto da una bobina, e, successivamente, una saldatura di altezza doppia St1St2che viene quindi tagliata lungo la sua mezzeria, producendo con ciò una coppia di sacchetti ad ogni saldatura trasversale, che saranno quindi sigillabili mediante termosaldatura dei rispettivi orli tagliati dal tubolare e non saldati. Figures 5a and 5b are front and perspective views of heat-sealed bags formed in a common bag making machine which operates a longitudinal sealing Sla forming a tubular by joining the opposite facing edges of the coupled tape unwound from a reel, and, subsequently, a double-height seal St1St2 which is then cut along its center line, thereby producing a pair of bags at each transverse seal, which will then be sealable by heat-sealing the respective edges cut from the tubular and not welded.
La Fig. 6 mostra un altro tipo di sacchetto, anch’esso di comune fattura, avente due soffietti laterali che si estendono in fase di riempimento del sacchetto con il prodotto e fondo F termosaldato, ripiegato ed incollato sopra la superficie esterna dell’accoppiato. Fig. 6 shows another type of bag, also of common manufacture, having two side gussets that extend when filling the bag with the product and bottom F heat-sealed, folded and glued on the outer surface of the coupled.
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