ITVI950142A1 - Metodo di realizzazione di contenitori multistrato monouso, partico- larmente per sostanze deperibili e/o aggressive, nonche' contenitori - Google Patents

Abstract

Un metodo per la realizzazione di contenitori multistrato monouso completi di relativi coperchi, particolarmente per il contenimento di sostanze deperibili e/o chimicamente aggressive, comprende le fasi di a) predisposizione di una matrice riproducente in negativo il contenitore da realizzare; b) deposizione nella matrice di almeno due strati sovrapposti di materiali termoplastici aventi caratteristiche chimico fisiche di impermeabilità ai fluidi, resistenza meccanica, resistenza agli agenti chimici in misura differenziata, in cui una delle caratteristiche prevalente rispetto alle altre in uno di detti strati; c) saldatura degli strati sovrapposti lungo le superfici a reciproco contatto mediante azione simultanea di riscaldamento e compressione; d) raffreddamento rapido del contenitore così ottenuto. La saldatura avviene a temperature e pressioni relativamente basse in modo da non alterare sostanzialmente le proprietà chimico-fisiche dei materiali base dei singoli strati.

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la realizzazione di contenitori multistrato monouso particolarmente per sostanze deperibili e/o chimicamente aggressive, come cibi, bevande farmaci, prodotti cosmetici e affini.

Un secondo aspetto del trovato riguarda i contenitori multistrato ed i relativi coperchi realizzati con il suddetto metodo.

Un contenitore ideale per lo scopo sopra indicato non deve inquinare o alterare le sostanze in esso contenute, non deve diffondere o assorbire odori e/o sapori, inoltre, deve resistere alle diverse condizioni di impiego, essere impermeabile ai liquidi ed ai gas ed infine deve essere biodegradabile o riciclabile, esteticamente gradevole e di basso costo.

Per accrescere la shelf-life delle sostanze deperibili bisogna impedire che l'ossigeno dell'aria penetri all'interno del contenitore sigillato per diffusione attraverso le pareti. Analogamente, per le sostanze deperibili confezionate in atmosfera modificata, bisogna evitare che quest'ultima fluisca verso l'esterno.

In generale, i noti contenitori monostrato realizzati unitariamente in plastica e materiali similari mediante lavorazioni di stampaggio ad iniezione, termoformatura soffiaggio estrusione, eco. , non posseggono tutte le caratteristiche del contenitore ideale, ad esempio la maggior parte di essi è scarsamente impermeabile all'ossigeno il quale penetrando attraverso le pareti del contenitore, può' ossidarne il contenuto.

Per migliorare i contenitori tradizionali sono stati messi a punto alcuni noti metodi di fabbricazione di contenitori multistrato costituiti da due o più materiali aventi proprietà fisico-chimiche differenti e complementari tra loro. In particolare, un noto metodo prevede l'accoppiamento a strati dei materiali mediante procedimenti di co-stampaggio ad iniezione, soffiaggio, o co-estrusione.

un altro noto metodo prevede la miscelazione di due o più materiali, ad esempio nylon e polietilene, per la formatura dei contenitori, effettuata, ad esempio, mediante termoformatura.

Un inconveniente dei noti metodi di fabbricazione dei contenitori è dovuto al fatto di impiegare processi che possono determinare una parziale perdita di alcune proprietà fisico-chimiche dei materiali di partenza, ad esempio, i contenitori così ottenuti possono presentare scarsa resistenza meccanica e rigidità ed una permeabilità ai gas relativamente elevata.

Un altro inconveniente dei noti metodi risiede nella difficoltà di applicazione delle decorazioni e/o delle etichette in fase di formatura (In Mould Label1ing ). Infatti spesso la decorazione o l'etichetta risulta deteriorata dall'acqua e/o dall'elevata temperatura di processo.

Un ulteriore inconveniente è l'elevato costo dei noti metodi per la realizzazione di contenitori che garantiscano una sufficiente impermeabilità anche ai gas, e pertanto aventi pareti di spessore relativamente elevato (da 275 μιη a 550 μιη).

Scopo principale del trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati mettendo a disposizione un metodo di realizzazione di contenitori multistrato monouso per sostanze deperibili, di elevata qualità, che consenta di ottenere caratteristiche di perfetta impermeabilità ai fluidi allo stato liquido e gassoso, economicità, robustezza, riciclabilità e/o biodegradabilità .

Non ultimo scopo del trovato è quello di mettere a punto un metodo per la realizzazione di contenitori con etichette e decorazioni integre, funzionali e ben visibili.

Questi e altri scopi che saranno chiariti nel seguito sono raggiunti da un metodo per la realizzazione di contenitori multistrato monouso particolarmente per il contenimento di sostanze deperibili e/o chimicamente aggressive, caratterizzato dal fatto di prevedere: la predisposizione di una matrice riproducente in negativo il contenitore da realizzare; la deposizione in detta matrice di almeno due strati sovrapposti di materiali termoplastici aventi caratteristiche chimico-fisiche di impermeabilità ai fluidi, resistenza meccanica, resistenza agli agenti chimici in misura differenziata, in cui una di dette caratteristiche è prevalente rispetto alle altre in uno di detti strati; la saldatura di detti strati sovrapposti lungo le superfici a reciproco contatto mediante azione simultanea di riscaldamento e compressione; il raffreddamento rapido del contenitore ottenuto.

La saldatura degli strati sovrapposti avviene a temperatura relativamente bassa variabile tra i 50° C ed i 250° C ed a pressione variabile tra i 5x10^ Pa ed i 2X10<7 >Pa.

in tal modo si ottiene un forte incollaggio degli strati sovrapposti pur conservando intatte le proprietà chimico-fisiche dei singoli materiali.

Preferibilmente, gli strati possono essere almeno quattro, rispettivamente, un primo strato più esterno di materiale plastico impermeabile ai liquidi ed ai gas ed otticamente trasparente, un secondo strato pigmentato definente una decorazione e/o un'etichetta, un terzo strato di materiale termoplastico laminato ed un quarto strato di materiale termoplastico granulare. Può, inoltre, essere previsto in corrispondenza della faccia più interna del contenitore un ulteriore strato di alluminio laminare unito a detto quarto strato di materiale termoplastico granulare mediante un sesto strato di materiale termoplastico laminato; detto strato di alluminio definisce una prima barriera unidirezionale del contenitore dall'interno verso l'esterno.

il metodo secondo il trovato consente di realizzare contenitori multistrato con caratteristiche atte ad incrementare sensibilmente la shelf-life dei prodotti contenuti rispetto ai contenitori tradizionali .

Un secondo aspetto del trovato prevede la realizzazione di un contenitore multistrato monouso del tipo indicato in premessa, comprendente una vaschetta ed un coperchio, caratterizzato dal fatto di essere realizzato secondo il metodo sopra enunciato.

Opportunamente, la scelta dei materiali degli strati consente di adattare perfettamente le caratteristiche del contenitore alle sostanze che è destinato a contenere al fine di una ottimale conservazione di queste ultime.

ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata del metodo e del contenitore secondo il trovato riportata a titolo esemplificativo ma non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno nelle quali:

la FIGURA 1 rappresenta una vista prospettica di un contenitore multistrato realizzato con il metodo secondo il trovato;

la FIGURA 2 rappresenta una vista ingrandita, in sezione, di una porzione del contenitore di Fig. 1.

Con riferimento alle figure citate, il metodo secondo il trovato prevede una prima fase a) nella quale viene predisposta una matrice riproducente in negativo il contenitore da realizzare; una seconda fase b) nella quale vengono deposti nella matrice almeno due strati sovrapposti di materiali termoplastici aventi caratteristiche chimico-fisiche di impermeabilità ai fluidi, resistenza meccanica, resistenza agli agenti chimici in misura differenziata; una terza fase c) nella quale viene effettuata saldatura, degli strati precedentemente sovrapposti, lungo le superfici a reciproco contatto e mediante azione simultanea di riscaldamento e compressione; infine una quarta fase d) nella quale viene effettuato il raffreddamento rapido del contenitore ottenuto per mezzo di un fluido a bassa temperatura, ad esempio introdotto in un circuito di raffreddamento interno della matrice.

In particolare, ognuna delle suddette caratteristiche dei singoli materiali degli strati sovrapposti è prevalente rispetto alle altre in uno degli strati in modo da rendere massime, nel contenitore così ottenuto, complessivamente tutte le caratteristiche dei singoli strati.

La saldatura o incollaggio degli strati sovrapposti è sostanzialmente di tipo autogeno per rammollimento e pressione e viene effettuata a temperatura relativamente bassa variabile tra i 50°C ed i 250°C ed a pressione variabile tra i 5xl0<5 >Pa ed i 2xl0<7 >Pa.

Questo tipo di saldatura determina un forte incollaggio degli strati sovrapposti pur conservando sostanzialmente intatte le proprietà chimico-fisiche dei materiali di ogni singolo strato.

Più precisamente, il metodo secondo il trovato, in una sua forma di realizzazione, può prevedere la sovrapposizione di almeno quattro strati di materiali, rispettivamente, un primo strato più esterno di materiale plastico impermeabile ai liquidi ed ai gas ed otticamente trasparente, un secondo strato pigmentato definente una decorazione e/o un'etichetta, un terzo strato di materiale termoplastico laminato ed un quarto strato di materiale termoplastico granulare.

Quest'ultimo quarto strato tende a fondere durante la saldatura assumendo permanentemente la forma impressa della matrice, il successivo raffreddamento rapido determina un indurimento notevole di tutti gli strati termoplastici i quali cooperano reciprocamente per aumentare la resistenza meccanica complessiva del contenitore.

E' prevista, inoltre, la sovrapposizione al quarto strato di un ulteriore quinto strato costituito da un foglio di alluminio laminato disposto sulla faccia più interna del contenitore e fatto aderire al quarto strato mediante un sesto strato di materiale termoplastico .

Il foglio di alluminio costituisce un’efficace barriera contro qualsiasi dispersione di fluidi unidirezionalmente dall'interno del contenitore verso l'esterno.

Secondo il trovato un secondo aspetto dell'invenzione riguarda un contenitore realizzato con il metodo precedentemente descritto.

Il contenitore secondo il trovato indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una vaschetta 2 ed un coperchio 3.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, il contenitore è a base rettangolare ed in scala ridotta ma sia la forma che le dimensioni potranno essere qualsiasi secondo le specifiche esigenze senza per questo uscire dall'ambito del trovato .

Ad esempio, il contenitore così ottenuto potrà avere pareti di spessore complessivo s pari a circa 865 μιη ed essere costituito da un primo strato esterno 4 di nylon trasparente di spessore pari circa a 15 μιη e densità pari circa a 1,3 kg/cm3, un secondo strato 5 costituito da una etichetta di spessore di circa 5 μιη, un terzo strato 6 di polipropilene di spessore pari circa a 75 μιη e densità pari circa a 0,92 kg/cm3, un quarto strato 7 di polipropilene di spessore pari circa a 750 μιη e densità uguale a quella del secondo, un quinto strato 8 costituito da un foglio di alluminio laminato di spessore pari circa a .20 μιη definente una barriera stagna unidirezionale dall'interno verso l'esterno del contenitore, ed un sesto strato 9 di materiale termoplastico atto a fissare lo strato di alluminio 8 agli strati sottostanti .

Il contenitore così ottenuto risulta molto robusto e rigido, ha una bassissima permeabilità bidirezionale ai fluidi, non inquina minimamente il contenuto, è ecologico e riciclabile. Tutte queste caratteristiche sono ottenute a costi nettamente inferiori rispetto a quelli dei contenitori tradizionali di pari caratteristiche.

Le etichette del contenitore, introdotte nella formatura, sono protette dallo strato più esterno e non subiscono alcun deterioramento nel processo produttivo, pertanto sia le scritte che le decorazioni risultano perfette e ben visibili dall'esterno.

Da prove sperimentali eseguite presso i laboratori dell'Università degli Studi di Salerno, relativamente a misure di permeabilità ai gas Ossigeno, Azoto e Anidride carbonica, risulta che il materiale multistrato dei contenitori ottenuti con il metodo secondo il trovato ha a parità di condizioni valori di permeabilità nettamente inferiori a quelli dei materiali comunemente utilizzati per la realizzazione di contenitori similari.

Tali prove sono state eseguite con un permeabilimetro "Lyssy GPM 200" su campioni omogenei.

I risultati di tali prove sono riportate nella tabella I riportata di seguito.

In particolare, i campioni n° 1 e n° 2 e n° 4 sono di contenitori comunemente reperibili nel commercio, il campione n" 3 è ricavato da un contenitore realizzato con il metodo secondo il trovato.

Il metodo secondo il trovato ed i contenitori ottenuti con tale metodo sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo espresso dalle rivendicazioni allegate. Tutti i dettagli potranno essere sostituiti da equivalenti tecnici che si intendono ugualmente protetti. I materiali, le forme e le dimensioni dei contenitori potranno variare secondo le esigenze.

Claims (11)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per la realizzazione di contenitori multistrato monouso particolarmente per il contenimento di sostanze deperibili e/o chimicamente aggressive, caratterizzato dalle seguenti fasi: a) predisposizione di una matrice riproducente in negativo il contenitore da realizzare; b) deposizione in detta matrice di almeno due strati sovrapposti di materiali termoplastici aventi caratteristiche chimico-fisiche di impermeabilità ai fluidi, resistenza meccanica, resistenza agli agenti chimici in misura differenziata, in cui una di dette caratteristiche è prevalente rispetto alle altre in uno di detti strati; c) saldatura di detti strati sovrapposti lungo le superiici a reciproco contatto mediante azione simultanea di riscaldamento e compressione; d) raffreddamento rapido del contenitore ottenuto.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la saldatura di cui in detta fase c) avviene a temperatura relativamente bassa compresa tra 40°C e 290°C ed a pressione variabile tra i 3x10<5 >Pa ed i 3x10<7 >Pa.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la saldatura di cui in detta fase c) avviene a temperatura relativamente bassa compresa tra 50°C e 250°C ed a pressione variabile tra i 5x10^ Pa ed i 2xl0<7 >Pa.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto raffreddamento rapido in detta fase d) viene effettuato in un liquido refrigerante a bassa temperatura con un tempo di permanenza di circa 4 secondi.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti strati sono almeno quattro, rispettivamente, un primo strato più esterno di materiale termoplastico impermeabile ai liquidi ed ai gas ed otticamente trasparente, un secondo strato pigmentato definente una decorazione e/o un'etichetta, un terzo strato di materiale termoplastico laminato ed un quarto strato di materiale termoplastico granulare.
6. 6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti strati di materiali termoplastici ha uno spessore nettamente maggiore degli altri per definire una struttura portante di detto contenitore.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di prevedere sulla faccia più interna del contenitore un quinto strato di alluminio laminare unito a detto quarto strato di materiale plastico mediante un sesto strato di materiale termoplastico laminato, in cui detto strato di alluminio è destinato a definire una barriera unidirezionale del contenitore dall'interno verso 1 'esterno.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto raffreddamento rapido in detta fase d) avviene mediante mezzi refrigeranti agenti su detta matrice.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che il riscaldamento di detti strati sovrapposti in detta fase c) avviene indirettamente per conduzione attraverso detta matrice.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta compressione di cui alla fase c) viene esercitata con mezzi meccanici e/o idraulici e/o pneumatici secondo una legge predeterminata .
11. 11. Contenitore multistrato monouso particolarmente per il contenimento di sostanze deperibili e/o chimicamente aggressive, comprendente una vaschetta (2) ed un coperchio (3), caratterizzato dal fatto di essere realizzato secondo il metodo descritto nelle rivendicazioni precedenti.