Industrial processes

Tecnica di termosaldatura in cui viene applicato momentaneamente un intenso calore all’area da sigillare, seguito immediatamente dal raffreddamento. Viene generato un impulso elettrico ad alta corrente e, grazie alla resistenza dell’elemento di sigillatura (una sottile striscia conduttiva), si verifica un rapido aumento della temperatura. La piccola massa della striscia saldante consente sia un rapido riscaldamento che un rapido raffreddamento della superficie di saldatura. 

La ridotta massa della striscia consente sia un rapido riscaldamento sia un rapido raffreddamento della superficie di saldatura. Grazie alla sua bassa massa termica, l'elemento sigillante è in grado di raggiungere la temperatura di saldatura richiesta nel giro di pochi millisecondi dall'applicazione dell'impulso, e di raffreddarsi altrettanto rapidamente una volta interrotta la corrente. Questo ciclo di riscaldamento e raffreddamento pressoché istantaneo limita la propagazione del calore oltre l'area di saldatura, riducendo il rischio di adesione del materiale e la degradazione termica dei film sensibili al calore.

La resistenza e la qualità della saldatura vengono controllate principalmente regolando la durata dell'impulso, l'intensità di corrente e la pressione applicata, consentendo di adattare finemente il processo a diversi spessori e composizioni del materiale.

La saldatura a induzione è un processo senza contatto in cui un campo elettromagnetico alternato induce correnti parassite in uno strato conduttivo, generando calore localizzato che attiva un materiale termoplastico. Il polimero ammorbidito si lega a un substrato adiacente, producendo una saldatura ermetica.

Poiché il calore viene generato direttamente nel foglio metallico anziché trasmesso da barre saldanti riscaldate attraverso più strati di materiale, la temperatura di saldatura viene raggiunta quasi istantaneamente, conferendo al processo un'inerzia termica molto bassa.

Il processo richiede uno strato metallico, tipicamente un foglio di alluminio, all'interno della struttura dell'imballaggio: senza di esso non si genera calore e la sigillatura non può avvenire. Con il packaging che si orienta verso strutture mono-materiale e riciclabili, l'alluminio viene progressivamente eliminato da molti poliaccoppiati; la sigillatura a induzione rimarrà quindi probabilmente diffusa soprattutto in settori di nicchia come il farmaceutico, dove il foglio metallico svolge anche altre funzioni (barriera, inviolabilità) che ne giustificano il mantenimento. 

Processo mediante il quale l’atmosfera interna di una confezione viene modificata  dall’aria ambiente a una composizione gassosa controllata, tipicamente mediante lavaggio con gas, iniezione di gas o cicli vuoto-gas, prima della sigillatura finale, al fine di creare un ambiente gassoso definito attorno al prodotto.

Processo mediante il quale un foglio preformato o continuo di materiale di imballaggio flessibile viene avvolto attorno a un singolo prodotto o a una confezione multipla e sigillato con mezzi meccanici, termici o adesivi per creare un involucro esterno aderente o decorativo.

Processo mediante il quale le unità imballate vengono sistematicamente disposte e collocate su un pallet secondo uno schema definito, utilizzando attrezzature manuali, semiautomatiche o automatiche, al fine di creare un carico unitario stabile adatto alla movimentazione, allo stoccaggio e al trasporto.

La saldatura a Radio Frequenza (RF), nota anche come saldatura ad alta frequenza (HF) o saldatura dielettrica, è un metodo per unire fogli sottili di materiale termoplastico polare. Utilizza energia elettromagnetica ad alta frequenza (da 13 a 100 MHz, tipicamente 27,12 MHz) per fondere i materiali. Il campo elettrico provoca l’oscillazione delle molecole polari presenti in alcuni termoplastici e l’energia generata causa l'aumento della temperatura che porta alla fusione dei materiali. Applicando una pressione, si ottiene un giunto solido.

Poiché il calore viene generato internamente al materiale tramite attrito molecolare, solo i polimeri polari come PVC, poliuretano e alcuni copolimeri, rispondono efficacemente al processo, mentre materiali non polari come polietilene o polipropilene non possono essere saldati a radiofrequenza.

L'energia viene erogata tramite un elettrodo metallico sagomato (o fustella), che definisce anche la geometria della saldatura e, se necessario, trancia contestualmente il materiale in eccesso, rendendo la tecnica adatta alla realizzazione di sigillature precise, decorative o dal disegno complesso. La pressione viene mantenuta sull'elettrodo per un breve periodo dopo lo spegnimento dell'energia RF, consentendo al materiale fuso di raffreddarsi e solidificarsi sotto carico, un passaggio essenziale per una saldatura solida, uniforme e spesso a tenuta d'aria o di liquidi, come nel caso di applicazioni quali blister, prodotti gonfiabili e sacche medicali o industriali.

La saldatura (sealing) è un termine generale che descrive il processo di unione di due o più strati di materiale di imballaggio mediante l'applicazione di energia (tipicamente sotto forma di calore) combinata con pressione per un periodo di tempo definito, senza l'aggiunta di materiali esterni come adesivi. La specifica fonte di energia utilizzata per generare il calore (barra riscaldata, impulso elettrico, vibrazioni ultrasoniche, campo elettromagnetico indotto o campo a radiofrequenza) dipende dalla tecnologia di sigillatura impiegata, ma la sequenza di processo di base rimane coerente tra i vari metodi:

Posizionamento e allineamento: i materiali da sigillare vengono posizionati e allineati con precisione dal sistema di movimentazione, per garantire la corretta registrazione dell'area di saldatura.

Applicazione di pressione e attivazione dell'energia: l'utensile di sigillatura applica una forza mirata sugli strati allineati mentre la fonte di energia viene attivata, rammollendo o fondendo il materiale all'interfaccia.

Mantenimento del contatto (dwell): la pressione viene mantenuta per un tempo definito, consentendo al materiale rammollito all'interfaccia di compenetrarsi, formando un legame continuo durante la sua consolidazione.

Raffreddamento e rilascio: la fonte di energia viene disattivata, il giunto viene lasciato raffreddare (o raffreddato attivamente) sotto pressione per congelare il legame, dopodiché l'utensile si apre rilasciando la confezione sigillata.

L'aggraffatura (seaming) è il processo di creazione di una "doppia cucitura" ermetica, ottenuta interbloccando meccanicamente la flangia del corpo del contenitore con il bordo arricciato del coperchio (fondello), mediante rulli di aggraffatura e un mandrino. Questo garantisce che il contenitore sia a tenuta d'aria e sicuro per il confezionamento di alimenti, bevande o aerosol. 

La doppia cucitura viene realizzata in due operazioni sequenziali, entrambe eseguite tenendo il contenitore saldamente premuto contro il mandrino di aggraffatura:

Prima dell'aggraffatura viene generalmente applicato un composto sigillante sul bordo arricciato del coperchio, che riempie eventuali spazi residui tra gli strati interbloccati, assicurando che la cucitura sia a tenuta anche in presenza di pressione interna e per l'intera durata di conservazione del prodotto.

L’etichettatura con manicotto termoretraibile è un processo di confezionamento in cui un manicotto polimerico preformato termoretraibile viene applicato su un contenitore e successivamente esposto a calore controllato (aria calda o vapore), facendo sì che il manicotto si restringa aderendo  attorno al profilo del contenitore per formare un’etichetta a 360 gradi o una banda antimanomissione.

Il manicotto è realizzato con un film orientato (tipicamente PVC, PETG o OPS) che durante la produzione viene stirato per immagazzinare una tensione interna; questa tensione viene rilasciata con l'applicazione del calore, causando la retrazione del film verso le sue dimensioni originarie non stirate e facendolo aderire alla forma del contenitore. I manicotti vengono forniti come tubolari piatti pretagliati o come bobina stampata, formata in tubolare e tagliata a misura in linea, e vengono posizionati sul contenitore da un applicatore prima di entrare nel tunnel riscaldato, dove temperatura, tempo di esposizione e distribuzione dell'aria o del vapore vengono controllati per ottenere una retrazione uniforme senza distorcere la grafica stampata.

Poiché il manicotto avvolge completamente il contenitore, comprese forme sagomate o irregolari, lo shrink sleeving consente una copertura grafica e di branding a 360 gradi, offrendo al contempo inviolabilità quando il manicotto si estende sulla chiusura, e la possibilità di realizzare multipack quando applicato attorno a più contenitori raggruppati insieme.

Il confezionamento per termoretrazione è un processo di imballaggio in cui un gruppo di prodotti viene avvolto in una pellicola di plastica termoretraibile e poi esposto a calore controllato, che fa sì che la pellicola si contragga in modo uniforme e si adatti perfettamente alla forma del prodotto, creando un imballaggio sicuro e protettivo.

Il film (comunemente PE, PP, PVC o POF, un blend di poliolefine) viene prima avvolto o raggruppato liberamente attorno al prodotto, con le estremità aperte generalmente sigillate mediante una barra riscaldata o un filo saldante, prima che la confezione avvolta attraversi un tunnel di termoretrazione, dove l'aria calda provoca la contrazione del film orientato attorno al prodotto.

A differenza dello shrink sleeving, che utilizza un tubolare preformato per un'etichettatura completa a 360 gradi di un singolo contenitore, il confezionamento per termoretrazione è destinato principalmente al raggruppamento, all'unitizzazione e alla protezione di uno o più prodotti, offrendo visibilità del contenuto, inviolabilità e protezione da polvere e umidità, piuttosto che una superficie stampabile per l'etichetta.

Poiché il film si ritrae seguendo il profilo del prodotto, il confezionamento per termoretrazione è ampiamente utilizzato per raggruppare articoli in multipack, fissare prodotti su vassoi o pallet, e fornire un imballaggio esterno leggero ed economico per la vendita al dettaglio o il trasporto.