Processi industriali

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.

Processo mediante il quale vengono generate informazioni variabili o statiche e applicate direttamente su un materiale di imballaggio, un componente di imballaggio o la superficie di un prodotto utilizzando tecnologie di marcatura senza contatto o a contatto quali getto d’inchiostro, laser, trasferimento termico o goffratura.

Il processo di Sigillatura a freddo è un metodo di confezionamento che utilizza adesivi sensibili alla pressione (PSA) per incollare i materiali di imballaggio senza apporto di calore esterno, sfruttando la capacità unica dell’adesivo di attaccarsi solo a se stesso quando viene pressato. Ciò consente di ottenere sigillature rapide, efficienti e con risparmio energetico è ideale per prodotti sensibili al calore come cioccolatini, gelati o prodotti farmaceutici, poiché elimina i tempi di riscaldamento/raffreddamento e impedisce lo scioglimento. L’adesivo viene applicato sulla pellicola secondo una mappa specifica, attivandosi solo quando le superfici rivestite entrano in contatto sotto pressione.

Poiché la sigillatura dipende da un unico parametro, la pressione, anziché dalla combinazione di temperatura, tempo di permanenza e pressione richiesta dalla termosaldatura, il processo risulta generalmente più stabile e meno soggetto a errori di impostazione. La sigillatura a freddo è ampiamente utilizzata in applicazioni di flow-wrap e imballaggio flessibile, in particolare nei settori alimentare, dolciario e farmaceutico, dove l'integrità del prodotto e la rapidità di cambio formato sono aspetti critici. Non essendo previsti cicli di riscaldamento o raffreddamento, la tecnologia consente inoltre di ridurre il consumo energetico e di sostenere velocità di produzione superiori rispetto alla termosaldatura convenzionale.

Il processo viene realizzato estrudendo il polimero fuso attraverso un ugello piano (slot die) direttamente sul substrato in movimento, che viene poi pressato contro un rullo refrigerante (chill roll) per raffreddare e solidificare rapidamente il rivestimento, definendone al contempo la finitura superficiale.

La resina più comunemente utilizzata è il polietilene a bassa densità (LDPE), grazie alla sua buona adesione, saldabilità e lavorabilità, sebbene altri polimeri come il polipropilene (PP) o l'etilene vinil acetato (EVA) possano essere impiegati per ottenere specifiche proprietà barriera o prestazionali.

Poiché il rivestimento viene formato direttamente sul substrato in un unico passaggio continuo, l'accoppiamento per estrusione risulta generalmente più rapido ed economico rispetto alla laminazione adesiva convenzionale per applicazioni ad alto volume.

Il processo Form-Fill-Seal (FFS) consiste nell’alimentare un materiale flessibile per imballaggio da una bobina. Il materiale viene piegato nella forma desiderata e stabilizzato mediante termosaldatura. Il prodotto viene inserito nella confezione formata e l’apertura rimanente viene sigillata. Le macchine possono essere configurate in modo che il materiale scorra orizzontalmente attraverso la macchina (form-fill-seal orizzontale) o verticalmente attraverso la macchina (form-fill-seal verticale).

Poiché formatura, riempimento e sigillatura vengono eseguiti in un'unica operazione continua e integrata, l'FFS elimina la necessità di confezioni pre-formate, riducendo la movimentazione dei materiali, lo spazio di stoccaggio e i costi complessivi di imballaggio.

Il processo è compatibile con un'ampia gamma di materiali flessibili, inclusi film plastici, laminati e strutture a base carta, consentendo di adattare le caratteristiche della confezione — quali proprietà barriera, stampabilità e integrità della saldatura — alle esigenze specifiche del prodotto.

La tecnologia FFS è ampiamente utilizzata nei settori alimentare, farmaceutico, della cura della persona e industriale per confezionare prodotti solidi, liquidi, in polvere o granulari in formati quali buste, sacchetti e bustine.

Il confezionamento manuale consiste nell’esecuzione della sequenza di montaggio, piega e riempimento della confezione parzialmente o interamente in maniera manuale.

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.

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).

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. 

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.