ITVR20120109A1 - Procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser - Google Patents
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Description
PROCEDIMENTO PER LA SALDATURA DI PORZIONI DI FILM IN MATERIALE PLASTICO MEDIANTE SALDATURA LASER
DESCRIZIONE
Il presente trovato riguarda un procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser.
Tipicamente, le etichette a manicotto sono realizzate in materiale polimerico quale il Poliet ileneteref talato (PET) , il Polivinilcloruro (PVC), il Polipropilene (PP), il Polistirene (PS), il Polietilene (PE) o altri materiali a base polimerica .
Con il termine etichette a manicotto si intendono etichette tubolari in film plastico che sono destinate ad essere calzate attorno ad un rispettivo contenitore da etichettare e che, in alcune applicazioni, vengono successivamente scaldate, in modo che le etichette si ritraggano sulla superficie esterna del contenitore ed assumano la forma della superficie esterna del contenitore stesso.
Le etichette a manicotto possono essere ottenute a partire da un film di materiale plastico, tipicamente termoretraibile o elastico, che viene svolto da una bobina per essere alimentato, mediante l'impiego di un dispositivo di movimentazione, ad un tamburo di trasferimento.
A monte del tamburo di trasferimento un dispositivo di taglio provvede a tagliare il film plastico trasversalmente alla direzione di avanzamento, in modo tale da ottenere porzioni di film plastico aventi una lunghezza predeterminata in funzione delle dimensioni del contenitore da etichettare .
Tramite il tamburo di trasferimento, le porzioni di film vengono trasferite ad una giostra provvista di una pluralità di mandrini, opportunamente disposti sulla periferia della giostra stessa, e conformati per ricevere dal tamburo di trasferimento porzioni di film plastico per ottenere rispettivi manicotti tubolari.
Entrando maggiormente nei dettagli, ciascun mandrino comprende una parete cilindrica esterna avente un determinato diametro sostanzialmente uguale al prefissato diametro della realizzanda etichetta, sulla quale è avvolta ciascuna porzione di film plastico in modo che un primo bordo longitudinale della porzione di film plastico sia parzialmente sovrapposto al bordo opposto della porzione stessa in una zona di sovrapposizione (overlap), in modo da formare il manicotto tubolare .
In corrispondenza della zona di sovrapposizione (overlap), viene normalmente effettuata la giunzione impiegando opportune tecniche di saldatura in modo da ottenere un'etichetta a manicotto .
Una tecnologia di saldatura attualmente impiegata, oggetto tra l'altro del Brevetto Europeo N. EP 1954572 a nome della medesima richiedente, prevede l'utilizzo di un fascio laser per saldare i bordi longitudinali sovrapposti dell'etichetta.
Poiché per realizzare la saldatura è necessario impiegare fasci laser "assorbibili" dai bordi longitudinali sovrapposti in materiale plastico, si impiegano, per ottenere la saldatura di film per la realizzazione di etichette, dei laser a CO2 che emettono un fascio ad una lunghezza d'onda compresa tra 10200 nm a H OOOnm e, più preferibilmente, sostanzialmente pari a 10600 nm. Si è riscontrato infatti che tale tipologia di fascio laser, che viene normalmente impiegata per tagliare lastre di plastica di spessore dell'ordine dei centimetri, nell'applicazione sopra descritta permette di saldare film sfruttando il fatto che l'assorbimento del raggio laser risulta ridotto per effetto dello spessore estremamente limitato dei film in materiale plastico sovrapposti.
Effettuare comunque la saldatura dei film per ottenere le etichette a manicotto mediante un fascio laser a C02presenta tuttavia alcune difficoltà .
In primo luogo devono essere controllate in maniera estremamente precisa le condizioni di processo (in particolare la potenza del laser e il tempo di applicazione) in quanto vi è un rischio molto elevato di ottenere una saldatura solo parziale oppure di danneggiare i film sovrapposti. Inoltre, è necessario utilizzare film particolari soprattutto in relazione alla loro capacità di assorbimento del raggio laser.
Ciò determina, evidentemente, un aumento dei costi delle materie prime per il fatto che il film deve essere di fatto, un film studiato "ad hoc".
Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare, o quanto meno di ridurre drasticamente, gli inconvenienti sopra lamentati.
All'interno di questo compito, uno scopo del trovato è quello di mettere a disposizione un procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser in grado di consentire la possibilità l'impiego di una gamma più ampia di film plastici in commercio. Un ulteriore scopo del trovato è quello di fornire un procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser che consenta di avere una maggiore libertà di intervento sulle caratteristiche del fascio laser (potenza, larghezza del fascio, eco .).
Questo compito, nonché questi e altri scopi ancora che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser secondo quanto previsto nella successiva rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di alcune forme preferite, ma non esclusive, di un un procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo nelle seguenti figure in cui:
la figura 1 rappresenta, in sezione, la fase di saldatura tra due porzioni di film.
Il presente trovato riguarda un procedimento per la saldatura di porzioni di film la, lb in materiale plastico mediante saldatura laser.
Il procedimento comprende:
-una fase di deposito, su almeno una superficie di applicazione definita da due porzioni di film la, lb in materiale plastico da saldare, di uno strato intermedio di saldatura 2;
-una fase di sovrapposizione delle due porzioni di film la, lb in materiale plastico da saldare, con lo strato intermedio di saldatura 2 frapposto tra le superfici delle due porzioni di film la, lb disposte reciprocamente affacciate;
-una fase di emissione di un raggio laser 10 presentante una predeterminata lunghezza d'onda e incidente il piano di giacitura delle due porzioni di film la, lb in materiale plastico sovrapposte.
Secondo il presente trovato, lo strato intermedio di saldatura 2 presenta una capacità d'assorbimento del raggio laser alla predeterminata lunghezza d'onda maggiore rispetto alla capacità d'assorbimento delle due porzioni la, lb di film sovrapposte.
Preferibilmente, lo strato intermedio di saldatura 2 presenta un coefficiente di assorbimento "specifico" del raggio laser alla predeterminata lunghezza d'onda maggiore rispetto alla capacità d'assorbimento delle due porzioni la, lb di film sovrapposte .
Secondo una preferita forma di realizzazione, il fascio laser 10 viene emesso da un dispositivo laser a CO2 3, il quale emette radiazioni elettromagnetiche ad una lunghezza d'onda compresa tra 10200 nm a H OOOnm e, più preferibilmente, sostanzialmente pari a 10600 nm. Opportunamente, le porzioni di film in materiale plastico sono realizzate in un materiale scelto nel gruppo comprendente:
- Polistirene (PS);
- Polipropilene (PP), e tutti i suoi copolimeri; - Polietileneteref talato (PET);
- Polietilene ( PE sia LDPE, che LLDPE, che MDPE che HDPE, e tutti i relativi copolimeri;
- Polivinilcloruro (PVC) ;
- Acido polilattico (PLA);
- Polietilenfuranato (PEF);
- Policiclolefine;
- Polietilenvinilacetato ;
Policicloolefine,
o loro miscele.
Gli esempi di cui sopra si riferiscono al componente principale del film. I film in oggetto possono essere blend o multistrato dei materiali citati .
Secondo una preferita forma di realizzazione, lo strato intermedio di saldatura 2 comprende un corpo di base entro cui è disperso almeno un prodotto presentante un elevato assorbimento o un elevato coefficiente di estinzione in corrispondenza di detta predeterminata lunghezza d 'onda.
Il corpo di base può essere scelto nel gruppo comprendente :
un collante;
una colla a caldo;
un solvente;
-una matrice polimerica;
-SBS (gomme stirene butadiene stirene, o polisti rene/butadiene/ stirene) ;
-SEBS ( gomme stirene etilene butadiene stirene o polist irene/etilenbutadiene/ stirene) ;
-ÈVA Polivinilacetato;
-Polimeri appartenenti alla categoria dei polietilene e dei suoi copolimeri;
-Polimeri appartenenti ala categoria dei Polipropileni e suoi copolimeri;
-Poliesteri,
o loro miscele.
Si è riscontrato sperimentalmente che, impiegando come corpo di base un materiale con proprietà adesive/collanti, si ottiene, contestualmente alla saldatura, un'aderenza stabile tra le due porzioni la, lb di film sovrapposte.
A questi materiali costituenti il corpo di base possono essere aggiunti dei correttori della viscosità, quali oli minerali, cere etc. .
Vantaggiosamente, il prodotto presentante un elevato assorbimento o un elevato coefficiente di estinzione può essere scelto nel gruppo comprendente :
-calcio carbonato;
-idrossido di alluminio;
-talco;
-carbon black ;
-metalli quali Alluminio e/o Titanio
o loro miscele.
Per quanto riquarda lo strato intermedio di saldatura, esso può comprendere veicoli che possono reticolare (in inqlese qenerare "crosslink") e quindi modificare la propria struttura qrazie all'aumento di temperatura.
Tali veicoli possono essere costituiti da:
-Poliuretani ;
-Monomeri insaturi reticolabili con iniziatore radicalico .
Entrando maggiormente nei dettaqli, le porzioni di film in materiale plastico da saldare presentano uno spessore compreso tra 5 micrometri e 100 micrometri.
Si è riscontrato come il procedimento secondo il trovato possa essere efficacemente impieqato per l'ottenimento di etichette a manicotto.
Tutte le caratteristiche del trovato, su indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare o essere sostituite da equivalenti. Le singole caratteristiche esposte in riferimento ad insegnamenti generali o a forme di realizzazione particolari, possono essere tutte presenti in altre forme di realizzazione o sostituire caratteristiche in queste forme di realizzazione.
Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Si è in pratica constatato come in tutte le forme realizzative il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi ad esso preposti.
Nello specifico, grazie alla presenza dello strato intermedio di saldatura 2 frapposto tra le superfici delle due porzioni di film la, lb, presentante una capacità d'assorbimento "specifico" (e opportunamente un coefficiente di estinzione) maggiore rispetto alle due porzioni di film la, lb sovrapposte permette di utilizzare un numero notevole di tipologie di materiali plastici per la realizzazione delle etichette.
Si è constatato che, spostando la funzione di assorbimento del fascio laser dalle due porzioni di film la, lb allo strato intermedio di saldatura 2 si riscontra una maggior possibilità di regolare i parametri di emissione in funzione esclusivamente delle caratteristiche dello strato intermedio di saldatura senza che tali parametri debbano, sostanzialmente, tenere conto delle caratteristiche del materiale plastico con cui è realizzato il film.
In pratica i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la saldatura di porzioni di film in materiale plastico mediante saldatura laser comprendente: -una fase di deposito, su almeno una rispettiva superficie di applicazione definita da due porzioni di film (la, lb) in materiale plastico da saldare, di uno strato intermedio di saldatura (2); -una fase di sovrapposizione di dette due porzioni di film (la, lb) in materiale plastico da saldare, detto strato intermedio di saldatura (2) essendo frapposto tra le superfici di dette due porzioni di film (la, lb) disposte reciprocamente affacciate; -una fase di emissione di un raggio laser (10) presentante una predeterminata lunghezza d'onda e incidente il piano di giacitura di dette due porzioni di film (la, lb) in materiale plastico sovrapposte, detto strato intermedio di saldatura (2) presentando una capacità d'assorbimento di detto raggio laser (10) a detta predeterminata lunghezza d'onda maggiore rispetto a dette due porzioni di film (la, lb) sovrapposte.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto raggio laser (10) comprende un laser a C02atto ad emettere radiazioni elettromagnetiche ad una lunghezza d'onda compresa tra 10200 nm a H OOOnm e, più preferibilmente, sostanzialmente pari a 10600 nm.
- 3. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette porzioni di film (la, lb) in materiale plastico sono realizzate in un materiale scelto nel gruppo comprendente: - Polistirene (PS); - Polipropilene (PP), e tutti i suoi copolimeri; - Polietileneteref talato (PET); - Polietilene ( PE sia LDPE, che LLDPE, che MDPE che HDPE, e tutti i relativi copolimeri); - Polivinilcloruro (PVC) ; - Acido polilattico (PLA); - Polietilenfuranato (PEF); - Policiclolefine; - Polietilenvinilacetato ; Policicloolefine, o loro miscele.
- 4. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette porzioni di film (la, lb) in materiale plastico da saldare presentano uno spessore compreso tra 5 micrometri e 100 micrometri .
- 5. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto strato intermedio di saldatura (2) comprende un corpo di base entro cui è disperso almeno un prodotto presentante un elevato assorbimento o un elevato coefficiente di estinzione in corrispondenza di detta predeterminata lunghezza d'onda.
- 6. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo di base è scelto nel gruppo comprendente : -un collante; -una colla a caldo; -un solvente; -una matrice polimerica; -SBS (gomme stirene butadiene stirene, o polisti rene/butadiene/ stirene) ; -SEBS ( gomme stirene etilene butadiene stirene o polist irene/etilenbutadiene/ stirene) ; -ÈVAPolivinilacetato; -Polimeri appartenenti alla categoria dei polietilene e dei suoi copolimeri; -Polimeri appartenenti ala categoria dei Polipropileni e suoi copolimeri; -Poliesteri, o loro miscele.
- 7. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un prodotto presentante un elevato assorbimento o un elevato coefficiente di estinzione è scelto nel gruppo comprendente: -calcio carbonato; -idrossido di alluminio; -idrossido di talco; -carbon black; -metalli quali Alluminio e/o Titanio; o loro miscele.
- 8. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto strato intermedio di saldatura (2) comprende materiali atti a reticolare a seguito di un aumento di temperatura, detti materiali essendo scelti nel gruppo comprendente: - Poliuretani; - Monomeri insaturi reticolabili con iniziatore radicalico o loro miscele.
- 9. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto film è destinato alla realizzazione di un etichetta a manicotto.
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