ITTO20011044A1 - Materiale in nastro per il confezionamento di prodotti alimentari. - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un materiale in foglio per il confezionamento di prodotti alimentari .
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.
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.
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.
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.
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.
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.
La formatura delle confezioni avviene mediante piegatura del materiale di confezionamento lungo linee di indebolimento prodotte sul materiale stesso mediante goffratura ("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.
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 .
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 .
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 .
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 .
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.
Poiché sono proprio le linee trasversali quelle che contribuiscono maggiormente alla resistenza ed alla
cC\Oi stabilità della confezione, è normalmente necessario
3 = determinare la profondità di goffratura in base a __ o Z=3 queste ultime, per ragioni di sicurezza, ed accettare O o Ζ Ό
quindi problemi di formatura delle confezioni.
Scopo della presente invenzione è realizzare un materiale di confezionamento il quale sia privo degli inconvenienti connessi con i materiali notji e sopra specificati .
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.
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.
La goffratura di tipo convenzionale presenta alcuni inconvenienti ulteriori.
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.
Inoltre, la piegatura del materiale lungo le linee di indebolimento, durante la formatura delle confezioni, può provocare un'indesiderata delaminazione locale del materiale.
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.
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.
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.
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:
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;
la figura 2 illustra una porzione di u:n materiale di confezionamento in foglio realizzato secondo la presente invenzione;
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;
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;
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;
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;
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
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.
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.
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.
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 .
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.
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.
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.
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.
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.
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%.
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%.
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
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.
In questo modo, è possibile ottenere una buona formatura delle confezioni e, contemporaneamente, assicurare una buona resistenza e stabilità delle stesse.
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
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.
Nelle figure 7 e 8 è illustrata una variante di realizzazione dell'invenzione, in cui la goffratura è eseguita mediante una tecnica convenzionale.
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.
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 .
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1.- Materiale (2) in nastro per la realizzazione di confezioni (17) di prodotti alimentari presentante una pluralità di linee di indebolimento (4 ottenute mediante goffratura, e comprendenti linee di indebolimento longitudinali (4a) atte a cost tuire gli spigoli verticali delle confezioni ed una pluralità di linee di indebolimento trasversali (4b) atte a definire gli spigoli di base delle confezioni (17), caratterizzato dal fatto che le dette linee di indebolimento longitudinali (4a) presentano una resistenza alla piegatura minore rispetto a quelle trasversali (4b).
- 2.- Materiale secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la differenza fra la resistenza alla piegatura relativa delle dette linee di indebolimento trasversali (4b) e quella delle dette linee di indebolimento longitudinali (4a) è compresa fra 2% e 20%.
- 3.- Materiale secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la differenza fra la resistenza alla piegatura relativa delle det e linee di indebolimento trasversali (4b) e quella delle dette linee di indebolimento longitudinali (4a) è pari a circa 10%.
- 4.- Materiale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette linee di indebolimento longitudinali (4a) presentano una resistenza alla piegatura relativa compresa fra 55% e 65%, e che le dette linee di indebolimento trasversali (4b) presentano una resistenza alla piegatura relativa compresa fra 65% e 75%.
- 5.- Materiale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette linee di indebolimento (4) sono linee di compressione presentanti un profilo in recesso su una prima faccia (23) del detto materiale (2) e un profilo non convesso su una seconda faccia (25) del detto materiale (2).
- 6.- Procedimento di fabbricazione di un materiale (2) in nastro per il confezionamento di prodotti alimentari presentante una pluralità · di linee di indebolimento (4), comprendente una fase di goffratura in cui un nastro (3) di detto materiale viene compresso fra un primo ed un secondo rullo di goffratura (20, 22; 30, 31) agenti su facce opposte (23, 25) del materiale (2), il detto primo rullo (20; 30) essendo provvisto di una prima pluralità di rilievi (21a; 32a) per generare linee di indebolimento (4a) longitudinali rispetto al detto nastro (3) ed una seconda pluralità di rilievi (21b; 32b) per generare linee di indebolimento (4b) trasversali rispetto al detto nastro (3), caratterizzato dal fatto che i rilievi (21a; 32a) della detta prima pluralità presentano un'altez:a maggiore dei rilievi (21b; 32b) della detta seconda piuralità.
- 7. Procedimento secondo la rivendidazione 6, caratterizzato dal fatto che il detto secondo rullo di goffratura (22) presenta un profilo di lavoro liscio.
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