Industrial processes

Main industrial processes including production, material conversion, and packaging of goods.

Observing these processes enables an understanding of how production technologies, industrial constraints, and scalability requirements influence design configurations and the performance of packaging systems.

Analysed in relation to materials, morphologies, and models of innovation, industrial processes help outline the technical and production framework within which contemporary packaging solutions are developed.

In-line Digital Printing

In-line digital printing in packaging is a process where digital printing units (i.e. inkjet printers) are integrated directly into the production or filling line. This allows for "just-in-time" printing of text, graphics, and variable data onto packaging materials as they move through the line, rather than using pre-printed stock.

Several digital printing technologies can be used depending on speed, resolution and substrate requirements, including continuous inkjet (CIJ) for high-speed coding, thermal inkjet (TIJ) and drop-on-demand (DOD) piezo inkjet for higher-quality text and graphics, and laser marking for permanent, contactless coding.

This approach enables late-stage customization, allowing the same packaging line to produce multiple product variants, languages or regional formulations without changeovers or the need for dedicated pre-printed stock.

Typical applications include printing batch numbers, expiry dates, barcodes and serialization codes for traceability and regulatory compliance, as well as region-specific text, promotional messages and personalized or sequential variable data.

Stampa digitale in linea

La stampa digitale in linea nel settore dell’imballaggio è un processo in cui le unità di stampa digitale (ad esempio le stampanti a getto d’inchiostro) sono integrate direttamente nella linea di produzione o di riempimento. Ciò consente la stampa “just-in-time” di testi, grafica e dati variabili sui materiali di imballaggio mentre questi ultimi avanzano lungo la linea, anziché utilizzare stock prestampati.

A seconda dei requisiti di velocità, risoluzione e substrato, possono essere utilizzate diverse tecnologie di stampa digitale, tra cui il getto d'inchiostro continuo (CIJ, continuous inkjet) per la codifica ad alta velocità, il getto d'inchiostro termico (TIJ) e piezoelettrico drop-on-demand (DOD, ) per testo e grafica di qualità superiore, e la marcatura laser per una codifica permanente e senza contatto.

Questo approccio consente la personalizzazione in fase avanzata (late-stage customization), permettendo alla stessa linea di confezionamento di produrre più varianti di prodotto, lingue o formulazioni regionali senza cambi formato né la necessità di materiale pre-stampato dedicato.

Le applicazioni tipiche includono la stampa di lotti, date di scadenza, codici a barre e codici di serializzazione per la tracciabilità e la conformità normativa, oltre a testi specifici per area geografica, messaggi promozionali e dati variabili personalizzati o progressivi.

Induction Sealing

Induction sealing is a non‑contact process in which an alternating electromagnetic field induces eddy currents in a conductive layer, generating localized heat that activates a thermoplastic material. The softened polymer bonds to an adjacent substrate, producing a hermetic seal.

Because heat is generated directly within the foil rather than transferred through heated sealing bars and multiple material layers, the sealing temperature is reached almost instantly, giving the process very low thermal inertia

The process requires a metallic layer, typically aluminium foil, within the packaging structure: without it, no heating and no sealing can occur. As packaging shifts toward mono-material, recyclable structures, aluminium is being phased out of many laminates, so induction sealing will likely remain mainstream mainly in niche sectors such as pharma, where the foil also serves other functions (barrier, tamper-evidence) justifying its retention.

Saldatura a induzione

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.

Injection moulding

Injection moulding is a manufacturing process in which molten polymer material is injected into a mould, where it cools and solidifies into a desired part shape, commonly used for mass-producing plastic products and components with high precision and consistent quality.

The polymer, typically supplied as granules or pellets, is first melted and homogenised in a heated barrel by a rotating screw, which also builds up the pressure needed to inject the melt into the closed mould cavity. Once the cavity is filled, holding pressure is maintained for a short period to compensate for material shrinkage as it cools, after which the mould opens and the part is ejected, ready for a new cycle to begin.

Because each cycle is relatively short and highly repeatable, injection moulding is particularly well suited to high-volume production of parts with complex geometries, tight tolerances and features such as threads, hinges or undercuts.

Stampaggio a iniezione

Processo di prodiuzione che consiste nell’iniezione ad alta pressione di un polimero fuso allì’interno di uno stampo dove raffredda e solidifica nella forma desiderata del componente. Solitamente utilizzato per la produzione in larghi volumi di prodotti in plastica con precisioni e ripetibilità elevate.

Il polimero, tipicamente fornito sotto forma di granuli o pellet, viene prima fuso e omogeneizzato in un cilindro riscaldato da una vite rotante, che genera anche la pressione necessaria a iniettare il fuso nella cavità dello stampo chiuso. Una volta riempita la cavità, viene mantenuta una pressione di mantenimento per un breve periodo, per compensare il ritiro del materiale durante il raffreddamento; lo stampo si apre quindi e il pezzo viene espulso, pronto per l'inizio di un nuovo ciclo.

Poiché ogni ciclo è relativamente breve e altamente ripetibile, lo stampaggio a iniezione è particolarmente adatto alla produzione ad alto volume di pezzi con geometrie complesse, tolleranze strette ed elementi come filettature, cerniere o sottosquadri.

Injection Stretch Blow Moulding (ISBM)

The process begins with the injection of molten polymer into a mould, where it solidifies and forms a preform. The preform is then reheated and stretched using a mechanical stretching rod before being inflated with pressurized air to conform to the desired container shape in the blow mould. Finally, the formed container is cooled and ejected from the mould.

Because the preform is stretched biaxially, axially by the stretch rod and radially by the blow air, the polymer chains become oriented in both directions, increasing the material's mechanical strength, transparency and barrier properties compared to an unstretched part.

ISBM can be carried out as a single-stage process, in which preform injection, conditioning, stretching and blowing all take place on the same machine, or as a two-stage process, where preforms are injection moulded separately, stored, and later reheated and blown on a dedicated stretch-blow machine.

PET is the most widely used material for this process, owing to its favourable stretching behaviour and the significant improvement in strength and clarity achieved through biaxial orientation, making ISBM the standard technology for producing bottles for carbonated beverages, water and other packaged liquids.

Injection Stretch Blow Moulding (ISBM)

Il processo parte dalla formazione di una preforma stampata a iniezione. Poi questa viene riscaldata e stirata meccanicamente per mezzo dello stelo di stiratura all’interno dello stampo e quindi mediante aria compressa viene gonfiata fino ad assumere la forma dello stampo.

Infine il contenitore così formato viene raffreddato ed estratto.

Poiché la preforma viene stirata biassialmente, assialmente dall'asta di stiro e radialmente dall'aria di soffiaggio, le catene polimeriche si orientano in entrambe le direzioni, migliorando la resistenza meccanica, la trasparenza e le proprietà barriera del materiale rispetto a un pezzo non stirato.

L'ISBM può essere realizzato come processo a stadio singolo, in cui iniezione della preforma, condizionamento, stiro e soffiaggio avvengono sulla stessa macchina, oppure come processo a due stadi, in cui le preforme vengono stampate a iniezione separatamente, stoccate e successivamente riscaldate e soffiate su una macchina dedicata di stiro-soffiaggio.

Il PET è il materiale più utilizzato per questo processo, grazie al suo favorevole comportamento allo stiro e al significativo miglioramento di resistenza e trasparenza ottenuto tramite l'orientamento biassiale, rendendo l'ISBM la tecnologia standard per la produzione di bottiglie per bevande gassate, acqua e altri liquidi confezionati.

Labelling

Process by which a pre‑formed label, such as a pressure‑sensitive label, glue‑applied label, wrap‑around label, or shrink sleeve, is applied and affixed to a package, packaging component, or product for the purpose of providing visible information or decoration.

The choice of labelling technology depends on factors such as container shape and material, production speed, label coverage (partial or full-body) and the need for features such as tamper-evidence or resistance to moisture and handling.

Labelling is typically one of the final steps in a packaging line, and beyond carrying mandatory information such as ingredients, dosage, batch codes and barcodes, it plays a key role in branding, shelf appeal and regulatory compliance across industries such as food and beverage, pharmaceuticals, cosmetics and household products.

Etichettatura

Processo mediante il quale un’etichetta preformata - per esempio un’etichetta autoadesiva, un’etichetta applicata con colla, un’etichetta avvolgente o un manicotto termoretraibile - viene applicata e fissata a una confezione, a un componente dell’imballaggio o a un prodotto allo scopo di fornire informazioni visibili o decorazioni.

La scelta della tecnologia di etichettatura dipende da fattori quali forma e materiale del contenitore, velocità di produzione, copertura dell'etichetta (parziale o a corpo intero) e la necessità di caratteristiche quali l'inviolabilità o la resistenza all'umidità e alla movimentazione. L'etichettatura rappresenta tipicamente una delle fasi finali della linea di confezionamento e, oltre a veicolare informazioni obbligatorie come ingredienti, dosaggio, codici di lotto e codici a barre, svolge un ruolo chiave nel branding, nell'appeal sullo scaffale e nella conformità normativa in settori quali alimentare e bevande, farmaceutico, cosmetico e prodotti per la casa.

Lamination

Lamination process consists of bonding together two or more films of different materials (i.e. Al/Paper, Al/Plastic, Plastic/Paper etc.).

By combining materials with complementary properties, lamination allows the resulting structure to achieve barrier performance, mechanical strength, printability and sealability that none of the individual layers could provide on their own, making it a key process for producing high-performance flexible packaging.

Several technologies can be used to bond the layers together, including

adhesive lamination, in which a wet or solvent-based adhesive is coated onto one substrate before the layers are pressed together and cured;

extrusion lamination, in which a molten polymer is extruded directly between the two substrates, acting simultaneously as the bonding layer;

and thermal lamination, in which heat and pressure are applied to activate a heat-sealable coating already present on one of the substrates, without the addition of a separate adhesive.

Laminazione

Il processo di laminazione consiste nell’incollare insieme due o più film di plastica o nell’incollare assieme più film di materiali diversi (es. Al/Carta, Al/Plastica, Plastica/Carta, ecc.).
Combinando materiali con proprietà complementari, la laminazione consente alla struttura risultante di ottenere prestazioni barriera, resistenza meccanica, stampabilità e saldabilità che nessuno dei singoli strati potrebbe fornire da solo, rendendola un processo chiave per la produzione di imballaggi flessibili ad alte prestazioni.

Possono essere utilizzate diverse tecnologie per unire gli strati tra loro, tra cui

l'accoppiamento con adesivo (adhesive lamination), in cui un adesivo a umido o a base solvente viene steso su un substrato prima che gli strati vengano pressati insieme e fatti aderire;

l'accoppiamento per estrusione (extrusion lamination), in cui un polimero fuso viene estruso direttamente tra i due substrati, fungendo contemporaneamente da strato legante;

e la laminazione termica (thermal lamination), in cui calore e pressione vengono applicati per attivare un rivestimento termosaldabile già presente su uno dei substrati, senza l'aggiunta di un adesivo separato.

Modified Atmosphere Packaging (MAP)

Process by which the internal atmosphere of a package is adjusted from ambient air to a controlled gas composition. typically by gas flushing, gas injection, or vacuum-gas cycles, before final sealing, in order to establish a defined gaseous environment around the product.

MAP involves the removal, replacement, or adjustment of the internal atmosphere using gases such as nitrogen, carbon dioxide, or oxygen‑controlled mixtures.

The process is performed prior to or during final sealing of the primary package and requires the package to have sufficient gas‑barrier properties to maintain the modified atmosphere.

MAP is distinct from vacuum packaging, which removes air without replacing it with a controlled gas mixture, and from active packaging, which uses scavengers or emitters to modify the atmosphere after sealing.

The functional outcomes of MAP such as shelf‑life extension, oxidation control, or microbial growth reduction, are not part of the process definition, but result from the controlled atmosphere established by the process.

Confezionamento in atmosfera modificata

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.

Il MAP prevede la rimozione, la sostituzione o la regolazione dell’atmosfera interna mediante gas quali azoto, anidride carbonica o miscele a contenuto controllato di ossigeno.

Il processo viene eseguito prima o durante la sigillatura finale della confezione primaria e richiede che la confezione possieda proprietà di barriera ai gas sufficienti a mantenere l’atmosfera modificata.

Il MAP si distingue dal confezionamento sottovuoto, che rimuove l’aria senza sostituirla con una miscela di gas controllata, e dal confezionamento attivo, che usa scavenger o emettitori per modificare l’atmosfera dopo la sigillatura.

I risultati funzionali del MAP quali l’estensione della durata di conservazione, il controllo dell'ossidazione o la riduzione della crescita microbica, non fanno parte della definizione del processo, ma derivano dall’atmosfera controllata stabilita dal processo stesso.

Overwrapping

Process by which a pre‑formed or continuous sheet of flexible packaging material is wrapped around a single product or a multipack and sealed by mechanical, thermal, or adhesive means to create a tight or decorative outer wrap.

Overwrapping typically uses cellophane, polypropylene, or other flexible films applied as a folded wrap, often with end folds or tuck folds, and sealed by heat or adhesive.

The process may serve protective, tamper‑evident, or decorative purposes, but these are functional outcomes, not part of the process definition.

Overwrapping may be applied to individual retail units or to bundled multipacks, depending on the packaging configuration.

The process involves wrapping and sealing only; it does not include printing, coding, or labelling operations, even when these appear on the overwrap material.

Sovraincarto

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.

Il processo di sovraincarto prevede solitamente l’uso di cellophane, polipropilene o altri film flessibili applicati sotto forma di involucro ripiegato, spesso con pieghe alle estremità o pieghe a soffietto, e sigillati a caldo o con adesivo.

Il processo può avere finalità protettive, antimanomissione o decorative, ma si tratta di risultati funzionali che non rientrano nella definizione del processo stesso.

Il sovraincarto può essere applicato a singole unità di vendita al dettaglio o a confezioni multiple raggruppate, a seconda della configurazione dell’imballaggio.

Il processo prevede esclusivamente l 'avvolgimento e la sigillatura; non include operazioni di stampa, codifica o etichettatura, anche quando queste compaiono sul materiale di avvolgimento.

Pulp foam moulding

Pulp foam moulding is a moulding method that involves filling the mould with a mixture of material containing foam ingredients, and then heating it to create tiny bubbles inside the moulded product.

These bubbles result in lightweight products that also offer excellent cushioning properties. Pulp foam moulding is particularly suitable for packaging products that require cushioning, such as electronics, cosmetics, medical devices, and pharmaceuticals.

The foam is typically generated by dispersing cellulose fibres into an aqueous foam containing a surfactant or foaming agent, which stabilises the air bubbles within the fibre suspension before it is distributed into the mould cavity.

Once shaped, water is progressively removed from the wet foam structure through drying (and, in some processes, heat and pressure), consolidating the fibres around the air cells and yielding a rigid, low-density part with a fine, uniform cellular structure.

Because it relies on cellulose fibre, pulp foam moulding offers a renewable, biodegradable and typically recyclable or compostable alternative for cushioning and protective packaging applications.

Stampaggio a iniezione di schiuma di pasta di cellulosa

Lo stampaggio con schiuma di polpa di cellulosa è un metodo di stampaggio che prevede il riempimento dello stampo con una miscela di materiale contenente ingredienti schiumogeni, quindi il riscaldamento per creare minuscole bolle all’interno del prodotto stampato.

Queste bolle conferiscono ai prodotti leggerezza e eccellenti proprietà ammortizzanti. Lo stampaggio con schiuma di cellulosa è particolarmente indicato per l’imballaggio di prodotti che richiedono protezione, come dispositivi elettronici, cosmetici, dispositivi medici e prodotti farmaceutici.

La schiuma viene tipicamente generata disperdendo fibre di cellulosa in una schiuma acquosa contenente un tensioattivo o agente schiumogeno, che stabilizza le bolle d'aria all'interno della sospensione fibrosa prima che questa venga distribuita nella cavità dello stampo. Una volta conferita la forma, l'acqua viene progressivamente rimossa dalla struttura schiumosa umida tramite essiccazione (e, in alcuni processi, calore e pressione), consolidando le fibre attorno alle celle d'aria e ottenendo un pezzo rigido, a bassa densità, con una struttura cellulare fine e uniforme.

Poiché si basa su fibra di cellulosa, il pulp foam moulding rappresenta un'alternativa rinnovabile, biodegradabile e generalmente riciclabile o compostabile per applicazioni di imballaggio protettivo e di ammortizzazione.

Pulp injection moulding

Pulp injection is a method where the raw material is injected and filled into a sealed mold for shaping.

The raw material for injection molding consists of pulp and starch dissolved in water, mixed thoroughly to create a paste-like substance, and then prepared in the form of small, rice-grain-sized pellets. These prepared pellets are heated within the injection nozzle, transforming them into a viscous molten state.

This molten material is then injected and filled into the mold, and further heating is applied to evaporate the moisture content within the material.

Unlike conventional plastic injection molding, the process typically requires the mould to be periodically and slightly opened during the cycle, allowing steam to escape and the residual moisture in the material to evaporate before the part is fully consolidated.

Because the process follows the same principles as plastic injection molding, it enables the production of intricate geometries, thin walls, undercuts and features such as ribs, bosses and flanges that are difficult to achieve with conventional moulded pulp or paper-forming methods.

After moulding and drying, the finished part is typically trimmed to remove excess material and burrs.

Stampaggio a iniezione di pasta di cellulosa

L’iniezione di pasta di cellulosa è un metodo in cui la materia prima viene iniettata e riempita in uno stampo sigillato per essere modellata. La materia prima per lo stampaggio a iniezione è costituita da pasta di cellulosa e amido disciolti in acqua, mescolati accuratamente fino a ottenere una sostanza pastosa e poi preparati sotto forma di piccoli granuli delle dimensioni di un chicco di riso. Questi granuli vengono riscaldati all’interno dell’ugello di iniezione, trasformandosi in uno stato fuso e viscoso. Questo materiale fuso viene quindi iniettato a riempire lo stampo, e viene applicato un ulteriore riscaldamento per far evaporare l’umidità contenuta nel materiale.

A differenza dello stampaggio a iniezione di materie plastiche convenzionale, il processo richiede che lo stampo venga aperto leggermente e periodicamente durante il ciclo, consentendo al vapore di fuoriuscire e all'umidità residua nel materiale di evaporare prima che il pezzo si consolidi completamente. Poiché il processo segue gli stessi principi dello stampaggio a iniezione di materie plastiche, consente di realizzare geometrie complesse, pareti sottili, sottosquadri ed elementi come nervature, rilievi e flange, difficili da ottenere con i tradizionali metodi di formatura della pasta di cellulosa o della carta. Dopo lo stampaggio e l'essiccazione, il pezzo finito viene generalmente rifilato per rimuovere il materiale in eccesso e le bave.

Sealing

Sealing is a general term describing the process of joining two or more layers of packaging material by applying energy (typically in the form of heat) together with pressure for a defined period of time, without the addition of external materials such as adhesives. The specific energy source used to generate the heat (i.e. a heated bar, an electrical impulse, ultrasonic vibration, an induced electromagnetic field or a radio-frequency field) depends on the sealing technology employed, but the underlying process sequence remains consistent across methods:

Position & Align: the materials to be sealed are positioned and aligned by the handling system to ensure correct registration of the sealing area.

Apply Pressure & Activate Energy: the sealing tool applies a targeted force to the aligned layers while the energy source is activated, softening or melting the material at the interface.

Maintain Dwell: pressure is held for a defined dwell time, allowing the softened material at the interface to interpenetrate, forming a continuous bond as it consolidates.

Cool & Release: the energy source is deactivated, the joint is allowed to cool (or is actively cooled) under pressure to stabilize the bond, and the tool then opens to release the sealed package.

Saldatura

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.

Seaming

Seaming is the process of creating a hermetic “double seam” by mechanically interlocking the flange of the can body with the curled edge of the lid (end) using seaming rolls and a chuck. This ensures the can is airtight and safe for food, beverage, or aerosol packaging.

The double seam is formed in two sequential operations, both carried out with the can held firmly against a seaming chuck:

in the first operation, a seaming roll with a profiled groove curls the lid's hook and the body flange together into a loose, rounded interlock, without yet compressing them tightly;
in the second operation, a flatter seaming roll presses and flattens this interlock, tightly compressing the multiple layers of metal (typically five or six) into a compact, uniform double seam that provides both mechanical strength and a hermetic closure.

A sealing compound is normally applied to the lid's curl before seaming, filling any residual gaps between the interlocked layers and ensuring the seam remains leak-tight under internal pressure and throughout the product's shelf life.

Aggraffatura

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:

nella prima operazione, un rullo di aggraffatura con una gola sagomata arriccia insieme il gancio del coperchio e la flangia del corpo, formando un interblocco arrotondato non ancora compresso strettamente;
nella seconda operazione, un rullo di aggraffatura più piatto preme e appiattisce questo interblocco, comprimendo strettamente i molteplici strati di metallo (tipicamente cinque o sei) in una doppia cucitura compatta e uniforme, che garantisce sia resistenza meccanica sia chiusura ermetica.

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.

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Morphology Family

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