Industrial processes

Il rivestimento è un processo in cui uno strato sottile e continuo di materiale viene applicato alla superficie di un substrato di imballaggio (carta, cartone, plastica, metallo o vetro) per modificarne le proprietà funzionali, protettive o estetiche. È progettato per fornire prestazioni di barriera (contro umidità, ossigeno, grasso o luce), proprietà di adesione, resistenza meccanica, stampabilità o effetti decorativi.

L’imbutitura profonda è un processo di formatura in cui una lamiera piana viene inserita con forza in una cavità dello stampo mediante un punzone, producendo un corpo cavo aperto nella parte superiore senza variazioni significative nello spessore del materiale.

Il processo viene tipicamente eseguito su materiali duttili come acciaio a basso tenore di carbonio, acciaio inossidabile, alluminio, rame o leghe di nichel, che devono possedere una plasticità sufficiente ad assorbire la deformazione senza rotture o grinze.

Da materiale grezzo viene innanzitutto ricavato, tramite taglio, uno sbozzato (blank) della forma e delle dimensioni richieste, generalmente lubrificato per ridurre l'attrito tra punzone, stampo e materiale durante la formatura.

Dopo l'imbutitura vengono spesso eseguite operazioni di finitura complementari, come tranciatura, foratura e cordonatura dei bordi (flanging), volte a rimuovere il materiale in eccesso, creare fori e formare bordi verticali, fino ad ottenere la geometria finale del pezzo.

Il riempimento è l’operazione di confezionamento attraverso cui un prodotto liquido, semiliquido, in polvere, particolato o solido viene trasferito con precisione nel contenitore finale, come bottiglie, buste, barattoli, lattine o sacchetti. Il processo deve garantire controllo, uniformità, sicurezza e preservazione della qualità, predisponendo il packaging alle successive fasi di sigillatura, movimentazione e distribuzione.

Le principali tecnologie si differenziano in base alle caratteristiche del prodotto e agli obiettivi di dosaggio.

Il riempimento a livello consente di ottenere un’altezza visivamente uniforme del liquido, ed è adatto a bevande e fluidi a bassa viscosità in contenitori trasparenti, ma non garantisce volume o peso costanti.

Il riempimento volumetrico dosa invece una quantità fissa di prodotto, risultando efficace per liquidi, salse, paste, creme, polveri o prodotti con particelle.

Il riempimento gravimetrico dosa in base al peso, tramite celle di carico o bilance elettroniche, ed è indicato per prodotti di alto valore o densità variabile, pur richiedendo tempi e costi maggiori. 

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.

Lo stampaggio è un processo di deformazione discreta in cui un substrato sottile metallico, o a base di fibre, viene modellato in una geometria tridimensionale definita mediante una forza di compressione applicata tra un punzone e una matrice in un sistema a pressione. Il processo induce una deformazione plastica o viscoelastica controllata, a seconda della classe di materiale, e si basa sulle proprietà meccaniche, sul comportamento di attrito e sulla progettazione degli utensili per ottenere precisione dimensionale e prestazioni funzionali.

Nel caso di substrati metallici, come l'alluminio, la formatura viene eseguita a temperatura ambiente e può prevedere l'uso di un premilamiera per controllare il flusso del materiale e prevenire la formazione di grinze, con la profondità e la complessità della forma limitate dalla duttilità del materiale prima che si verifichi la rottura. Con substrati a base fibrosa, come la polpa stampata o il cartoncino, lo stampaggio è generalmente abbinato a calore e, in alcuni casi, a un controllo dell'umidità, in modo che le fibre possano essere riorganizzate e consolidate nella forma target senza rotture o sfaldature.

La tecnica è ampiamente utilizzata nel packaging per produrre formati rigidi e autoportanti come vassoi, coppette, coperchi e componenti tipo blister, dove uno spessore di parete costante, una buona definizione dei bordi e la resistenza allo stivaggio rappresentano requisiti di qualità fondamentali.

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.

La saldatura negli imballaggi metallici è il processo di giunzione basato sulla fusione utilizzato per creare giunti continui e a tenuta stagna nei contenitori metallici, fondendo e solidificando il metallo nel punto di giunzione, garantendo l'integrità strutturale e il contenimento del prodotto. Nel confezionamento metallico questo processo è tipicamente impiegato per realizzare la cucitura longitudinale del corpo dei barattoli, mediante tecnologie quali la saldatura a resistenza elettrica o la saldatura laser, che generano localmente il calore necessario a fondere i lembi di lamiera sovrapposti senza l'aggiunta di materiale d'apporto.

La saldatura delle materie plastiche è un processo di giunzione basato sulla fusione in cui due parti termoplastiche vengono fuse localmente all'interfaccia e pressate insieme in modo che le catene polimeriche si diffondano reciprocamente, formando un giunto strutturale omogeneo dopo il raffreddamento. A differenza della sigillatura di film sottili, la saldatura strutturale delle materie plastiche interessa tipicamente componenti rigidi o semi-rigidi di spessore maggiore, come corpi di contenitori, cerniere o componenti tecnici, e viene realizzata con tecnologie quali la saldatura a ultrasuoni, a vibrazione o laser, scelte in funzione della geometria del giunto e delle proprietà meccaniche richieste.