Processi industriali


    Principali processi industriali, dalla produzione alla trasformazione dei materiali fino al confezionamento dei beni. 

    L’osservazione dei processi consente di comprendere come tecnologie produttive, vincoli industriali e requisiti di scalabilità influenzino le configurazioni progettuali e le prestazioni dei sistemi di imballaggio. 

    Analizzati in relazione a materiali, morfologie e modelli di innovazione, i processi industriali contribuiscono a delineare il quadro tecnico e produttivo entro cui si sviluppano le soluzioni di packaging contemporanee.

    Gluing / Adhesive bonding
    Gluing is a joining process in which an adhesive substance is applied between two surfaces, creating a bond through adhesion to the substrates and cohesion within the adhesive layer as it cures, forming a permanent or semi‑permanent joint.

    In packaging processes, there are two main types of adhesives: hot-melt adhesives and cold glues (or Water Based)
    Hot melt adhesives are solid polymeric mixtures (PE/EVA/PVA) which, when heated, become fluid and are applied to the surfaces to be joined using rollers or special dispensing nozzles. Once the surfaces to be joined are brought together whilst the adhesive is still fluid, the bond is formed as the adhesive cools (setting)
    Cold adhesives (or Water Based) are usually aqueous dispersions of polymeric resins (PVA) which are applied using rollers (essentially via a ‘rotogravure’ type transfer) or nozzles (guns). In this case, bonding (setting) occurs as the adhesive dries (absorption by the substrates and evaporation).

    Incollaggio
    L’incollaggio è un processo di giunzione in cui una sostanza adesiva viene applicata tra due superfici, creando un legame attraverso l’adesione ai substrati e la coesione all’interno dello strato adesivo durante l’indurimento, formando un giunto permanente o semipermanente.

    Nei processi di confezionamento esistono 2 tipologie principali di adesivi: adesivi a caldo (Hot Melt) e adesivi a freddo (Cold Glue o Water Based)
    Gli adesivi a caldo sono delle miscele polimeriche (PE/EVA/PVA) solide che per effetto del riscaldamento vengono resi fluidi e sono applicati alla superficie da unire mediante rulli o appositi ugelli dosatori. Una volta sovrapposte le superfici da unire mentre l’adesivo è ancora fluido, la giunzione si completa al raffreddamento dell’adesivo stesso (setting)
    Gli adesivi a freddo solitamente sono delle dispersioni acquose di resine polimeriche (PVA) che vengono applicate mediante rulli (sostanzialmente con un trasferimento di tipo "a rotocalco") oppure ugelli (Pistole / Gun / Nozzle). In questo caso l’adesione (setting) ha luogo per effetto dell’asciugatura dell’adesivo (assorbimento da parte dei substrati e evaporazione)
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    Handmade Packaging / Hand Assembly
    Handmade packaging consists of performing the sequence of assembly, folding and filling the package partially or entirely by hand.

    Manual packaging or the manual production of packaging is very common and is necessary in a number of circumstances
    • the creation of a prototype or a pre-production run of a new package
    • the production of small batches for focus groups, panel tests or market tests prior to the availability of all the production and packaging technologies required for a new product
    • in the case of limited runs of packaging where the small volume does not justify an investment in automation
    • in the case of packaging which, due to its complexity, cannot be automated at a reasonable cost
    • in the case of traditional products which, by their very nature, do not lend themselves to automation (e.g. Tuscan cigars, conical cigarettes in Indonesia, etc.)
    Confezionamento manuale
    Il confezionamento manuale consiste nell’esecuzione della sequenza di montaggio, piega e riempimento della confezione parzialmente o interamente in maniera manuale.

    Il confezionamento manuale o la produzione manuale della confezione è assai diffuso e si rende necessario in diverse circostanze
    • realizzazione di un prototipo o di una preserie di una nuova confezione
    • produzione di piccoli lotti per focus group, panel tests o test di mercato in anticipo rispetto alla disponibilità di tutte le tecnologie di produzione e confezionamento necessarie per un nuovo prodotto
    • nel caso di serie limitate di confezioni che per via del numero limitato non giustificano un investimento in automazione
    • nel caso di confezionamenti che per il livello di complessità non sarebbero automatizzabili a un costo ragionevole
    • nel caso di prodotti tradizionali, che per loro natura non prevedono l’ausilio di automazioni (es. sigaro toscano, sigarette coniche in indonesia ecc)
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    Heat sealing
    Heat sealing is the process of joining thermoplastic films by the application of heat and pressure for a specific period of time, causing the surfaces to soften or melt and fuse together into a continuous bond.

    There are various methods for heating the surfaces to be joined, which distinguish the different sealing technologies:
    • hot bar
    • pulse
    • hot air
    • induction
    • ultrasonic
    • radio frequency
    Unless otherwise specified, the term ‘heat sealing’ usually refers to hot bar sealing.
    This process also includes all joints made between non-plastic films that are coated with a polymer, which allows the surface to behave in the same way as the bulk polymer.
    Saldatura a caldo (Termosaldatura)
    La termosaldatura è il processo di unione di film termoplastici mediante l’applicazione di calore e pressione per un determinato intervallo di tempo, che provoca l’ammorbidimento o la fusione delle superfici e la loro unione in un legame continuo.

    Esistono diverse modalità per generare il riscaldamento delle superfici da unire, che vanno a differenziare le diverse tecnologie di saldatura:
    • a barra calda
    • a impulsi
    • ad aria calda
    • ad induzione
    • a ultrasuoni
    • a radiofrequenza
    Se non diversamente specificata la tecnologia, per termosaldatura si intende solitamente una saldatura a barra calda.
    Rientrano in questo processo anche tutte le giunzioni effettuate fra film non plastici, ma dotati di un rivestimento polimerico che permette di avere in superficie lo stesso comportamento del polimero in massa.
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    Horizontal Cartoning
    Horizontal cartoning is a packaging process in which products are inserted horizontally into pre‑erected folding cartons, typically using mechanical or robotic pushers. The carton is presented with either its side panel or end flaps open, allowing the product to be pushed lengthwise or sideways into the carton before final closing by tuck, glue, or lock systems

    The process consists of the following steps
    Carton Feeding & Erecting: Flat carton blanks are pulled from a magazine, opened with suction cups, and formed into boxes.
    Product Infeed: Products (e.g., blister packs, bottles, sachets) are fed onto a conveyor, often grouped and spaced.
    Side Loading: The formed cartons move horizontally, and the grouped products are pushed or inserted into the open carton from the end or side.
    Closing: The filled cartons are then closed (glued or with tuck flaps) and discharged. 
    Astucciamento in orizzontale
    L’astucciamento orizzontale è un processo di confezionamento in cui i prodotti vengono inseriti orizzontalmente in astucci preincollati messi in forma, solitamente utilizzando spintori meccanici o robotizzati. La scatola viene presentata con il pannello laterale o i lembi di fondo aperti, consentendo di spingere il prodotto longitudinalmente o lateralmente nella scatola prima della chiusura finale tramite sistemi di incastro, incollaggio o bloccaggio.

    Il processo si articola nelle seguenti fasi
    Alimentazione e messa in forma dei cartoni: gli astucci piatti vengono prelevati da un magazzino, aperti tramite ventose e formati come scatole.
    Alimentazione dei prodotti: i prodotti (ad es. blister, bottiglie, bustine) vengono convogliati su un nastro trasportatore, spesso raggruppati e distanziati.
    Caricamento laterale: gli astucci formati si spostano orizzontalmente e i prodotti raggruppati vengono spinti o inseriti nel cartone aperto dall’estremità o dal lato.
    Chiusura: gli astucci riempiti vengono quindi chiusi (incollati o con lembi di chiusura a incastro) e scaricati. 
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    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS)
    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS) is a form-fill-seal process in which the flexible packaging material is fed horizontally, usually from a roll, over a forming collar. Heat-seal bars seal the appropriate-sized pouch and, after filling, seal the completed package. Depending on machine design, the formed pouch may be cut away from the parent web before or after filling. In some designs, the flexible film may be formed directly around the product along a horizontal conveyor path (Flow Wrap).

    The main types of pouches that can be produced in this way include 3-side-seal and 4-side-seal pouches and all stand-up pouches with a gusseted base and optional die-cut shaping on the sides or around the entire perimeter.
    Filling takes place by gravity, with the top edge being widened and then resealed as soon as the process is complete, with the possible insertion of a cap.
    In a horizontal forming process, there is greater floor space requirement, but the possibility of adding a very large number of functions, particularly upstream where it is possible to create particularly complex packaging configurations (multi-component, trays, spacers, etc.).
    Horizontal Form-Fill-Seal (HFFS)
    Il processo Form-Fill-Seal orizzontale (HFFS) è un processo di formatura, riempimento e sigillatura in cui il materiale di imballaggio flessibile viene alimentato orizzontalmente, solitamente da bobina, su un collare di formatura. Le barre di termosaldatura sigillano la busta della dimensione appropriata e, dopo il riempimento, sigillano la confezione completata. A seconda del design della macchina, la busta formata può essere tagliata dal nastro madre prima o dopo il riempimento. In alcuni modelli, il film flessibile può essere formato direttamente attorno al prodotto lungo un percorso di trasporto orizzontale (Flow Wrap).

    Le tipologie principali di pouches producibili in questo modo sono tutte le bustine a 3 o 4 saldature (3 side-seal e 4 side-seal) e tutte le stand up pouches con soffietto sul fondo e eventuale sagomatura di taglio sui fianchi o su tutto il perimetro.
    Il riempimento avviene per caduta riallargando il bordo superiore per poi risigillarlo non appena terminato, con l’eventuale inserzione di un tappo.
    In un processo di formatura orizzontale si ha una maggior occupazione di spazio a terra, ma c'è la possibilità di aggiungere un numero molto elevato di funzioni, soprattutto a monte dove è possibile creare raggruppamento da confezionare particolarmente complesso (multicomponenti, vassoi, spaziatori, ecc.).
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    Hot Forming (glass)
    Process used for the production of vials.
    A continuous tube is heated and shaped using burners and forming tools.
    The neck (threaded or other finish) is formed first, then the bottom is shaped (flat or rounded) and the vial is separated from the tube.

    The process is typically carried out on rotary hot-forming machines, where glass tubes are held vertically in holding chucks distributed around a turntable and indexed step-by-step past a series of gas burners and forming stations. At each station the glass, softened locally by the flame, is shaped using rollers or forming tools while the tube continues to rotate on its axis, ensuring a uniform, symmetrical geometry.
    Once the neck has been formed at one end of the tube, the semi-finished piece is transferred to a subsequent station (sometimes a separate "bottoming machine") where the tube is heated, drawn and separated to form the vial's base, either flat or rounded, and a new closed bottom is simultaneously prepared on the remaining tube for the next vial.
    The finished vials are then typically inspected, often through non-contact vision systems, to verify neck geometry and dimensional accuracy before being sent to downstream washing, sterilization or packaging operations."
    Formatura a caldo (vetro)
    Processo utilizzato per la produzione di fiale e boccette.
    Un tubo di vetro viene riscaldato e sagomato con utensili di forma.
    Prima si forma il collo e l’imboccatura e poi si forma il fondo e la boccetta viene separata dalla porzione di tubo rimanente.

    Il processo viene tipicamente eseguito su macchine rotative per la formatura a caldo, nelle quali i tubi di vetro vengono tenuti in posizione verticale da pinze di serraggio distribuite lungo una tavola rotante e fatti avanzare a passi successivi davanti a una serie di bruciatori a gas e stazioni di formatura. In ciascuna stazione, il vetro, rammollito localmente dalla fiamma, viene sagomato mediante rulli o utensili di formatura, mentre il tubo continua a ruotare sul proprio asse, garantendo una geometria uniforme e simmetrica.
    Una volta formato il collo a un'estremità del tubo, il semilavorato viene trasferito a una stazione successiva (talvolta una macchina separata, detta "bottoming machine") dove il tubo viene riscaldato, stirato e separato per formare il fondo della fiala, piatto o arrotondato, e contemporaneamente viene predisposto un nuovo fondo chiuso sul tubo residuo per la fiala successiva.
    Le fiale finite vengono quindi generalmente ispezionate, spesso mediante sistemi di visione senza contatto, per verificarne la geometria del collo e la precisione dimensionale, prima di essere avviate alle successive operazioni di lavaggio, sterilizzazione o confezionamento.


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    Impulse Sealing
    A heat-sealing technique in which a surge of intense heat is momentarily applied to the area to be sealed, followed immediately by cooling. An electrical impulse with high current is generated and due to the resistance of the sealing element (a conductive thin strip) a fast rise of temperature occurs. The small mass of the strip allows both a fast warming and a fast cooling of the sealing surface.

    Thanks to its low thermal mass, the sealing element can reach the required sealing temperature within milliseconds of the impulse being applied, and cool down just as rapidly once the current is switched off. This near-instantaneous heating and cooling cycle limits heat transfer beyond the sealing area, reducing material sticking and thermal degradation of heat-sensitive films.
    Seal strength and quality are primarily controlled by adjusting impulse duration, current intensity and applied pressure, allowing the process to be finely tuned to different film thicknesses and material compositions.
    Saldatura a impulsi
    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.
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    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.
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    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. 
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    Injection Blow Moulding (IBM)
    Injection blow moulding is a specialized plastic manufacturing process where a plastic preform is first injection moulded, creating a precursor with a neck finish and a hollow center. The preform is then transferred to a blow moulding machine where it is heated and inflated with compressed air to take on the shape of the final container’s muold cavity. IBM is used for producing small, precise parts like medical syringes and small bottles. 

    The process is divided in to three stages: injection, blowing and ejection.
    Injection Stage Molten polymer is injected into a heated preform mould. The preform is the partly shaped product that will be used to make the final hollow product by being blown into shape. The preform consists of a fully formed neck with a thick tube of polymer attached.
    Blowing Stage The preform is passed to the hollow, chilled blow mould. Compressed air is blown through the core rod into the preformed polymer, inflating it and forcing it against the sides of the mould.
    Ejection The blow formed polymer is allowed to cool. It is then removed from the blow mould and stripped off the core rod. The product then passes to the quality control section and is tested for leaks.

    Typical plastics used for injection blow moulding include PET, PP, PE and PVC.
    Injection Blow Moulding (IBM)
    Injection Blow Moulding è un processo di lavorazione di materie plastiche in cui una preforma cava è stampata a iniezione con il collo già finito. Viene poi riscaldata e traferita all’interno della cavità di uno stampo in cui viene espansa con aria compressa fino a farle assumere la sagoma della cavità.

    Il processo si articola in tre fasi: - iniezione, soffiaggio e espulsione.
    Iniezione Il polimero fuso viene iniettato in uno stampo per preforme riscaldato. La preforma è il prodotto parzialmente sagomato che verrà utilizzato per realizzare il prodotto cavo finale mediante soffiaggio. La preforma è costituita da un collo completamente formato con un tubo spesso di polimero attaccato.
    Soffiaggio La preforma viene trasferita nello stampo di soffiaggio cavo e raffreddato. L’aria compressa viene soffiata attraverso l’asta centrale nel polimero preformato, gonfiandolo e spingendolo contro le pareti dello stampo.
    Espulsione Il polimero formato per soffiaggio viene lasciato raffreddare. Viene quindi rimosso dallo stampo di soffiaggio e separato dall’asta centrale. Il prodotto passa quindi alla sezione di controllo qualità e viene sottoposto a test di tenuta.
    Le plastiche tipicamente utilizzate per lo stampaggio a iniezione-soffiaggio includono PET, PP, PE, PVC.
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    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.
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    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.
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