ITMI20061083A1 - Uso di fasce adesive in film plastico - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale a nome:

La presente invenzione riguarda l'utilizzo di fasce adesive in film plastico con applicazione di adesivo a settori trasversali rispetto alla direzione di svolgimento del nastro, oppure a settori definiti, per etichettare contenitori od oggetti di vario tipo su linee di confezionamento ad alta velocità, operanti ad esempio a velocità maggiore di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiore di 8.000 confezioni/ora e con un numero di scarti inferiore al 2%, preferibilmente minore dell'1%.

Per applicazione di adesivo sul nastro a settori definiti si intende che su una superficie del nastro vengono ottenute aree di forma definita coperte da adesivo, circondate da aree non adesivizzate.

Più in particolare la presente invenzione riguarda l'utilizzo di fasce adesive in film plastici aventi anche lunghezze molto elevate, maggiori di 1.000 metri, atte ad essere avvolte in bobine di facile utilizzazione industriale.

E' noto nell'arte l'uso di film plastici per etichettare contenitori. Ad esempio é ben noto l'uso di film plastici privi di adesivo sensibile alla pressione ("pressure sensitive") in procedimenti per etichettare contenitori od oggetti di vario tipo su linee di confezionamento che funzionano anche ad alte velocità, generalmente superiori a 6.000 confezioni/ora, in particolare superiori a 8.000 confezioni/ora. Ad esempio, nel procedimento chiamato "roll-feed" (alimentazione da bobina), applicabile sia ad etichette termoretraibili che non, la bobina di film plastico stampato e privo di adesivo viene svolta, tagliata a misura per ottenere l'etichetta. Sull'etichetta viene poi applicato, a settori, un adesivo del tipo hot-melt (eventualmente UV-reticolabile) e infine l'etichetta adesivizzata viene applicata sul contenitore. Questo procedimento molto utilizzato nell'arte presenta tuttavia i seguenti inconvenienti:

il sistema di applicazione dell'adesivo hot-melt necessita di manutenzione continua, in quanto si possono avere perdite di adesivo fuso, oppure si possono verificare scostamenti nel registro di applicazione dell'adesivo, oppure si ha degradazione termica dell'adesivo, in particolare durante le fermate della linea;

nel caso di uno scostamento nel registro di applicazione dell'adesivo, i margini dell'etichetta possono essere non uniformemente coperti di adesivo e l'applicazione dell'etichetta al contenitore risulta difettosa. I pezzi che presentano questi difetti non vengono accettati dal mer-cato;

se viene utilizzato un adesivo UV-reticolabile, occorre predisporre lungo la linea batterie di lampade a radiazione UV con conseguenti costi aggiuntivi di installazione e manutenzione;

in quest'ultimo caso, un ulteriore inconveniente é rappresentato dalla necessità di dosare con precisione la quantità di energia UV radiante trasferita all'adesivo, che può variare secondo il tipo e l'efficienza delle lampade, il loro invecchiamento e la velocità di lavoro della linea. Anche in questo caso l'adesione può risultare non ottimale oppure variare nel tempo e quindi non permette di ottenere linee di produzione che funzionino in modo riproducibile nel tempo.

In relazione a questi inconvenienti, gli scarti di produzione che si hanno con questo processo sono elevati, in genere dell'ordine del 5%. Questo richiede un recupero dei prodotti difettosi e quindi richiede ulteriori unità produttive per ottenere il riutilizzo di questi pezzi. L'alternativa é lo smaltimento e quindi l'osservanza delle norme che lo regolano, che comportano anche oneri economici aggiuntivi.

Un altro procedimento, che viene utilizzato limitatamente all'applicazione di etichette termoretraibili, é quello denominato processo "sleeve", che comprende generalmente le seguenti fasi: svolgimento di una bobina di film plastico stampato saldato in forma tubolare e privo di adesivo "pressure sensitive" ottenendo uno "sleeve", taglio a misura dello "sleeve", distensione ed applicazione dello "sleeve" al contenitore (normalmente effettuato con aria o con sistemi meccanici) , termoretrazione finale per ottenere l'aderenza al contenitore. Questo procedimento risulta oneroso da un punto di vista economico in quanto il film tubolare che si utilizza deve essere ottenuto mediante un processo apposito di piega e saldatura, che non é invece necessario nel caso del processo "roll-feed" . Inoltre il processo "sleeve" non é generalmente applicabile a linee di confezionamento funzionanti a velocità superiori a 6.000 confezioni/ora, preferibilmente 8.000 confezioni/ora.

Nella domanda di brevetto EP 1.074.593 a nome della Richiedente vengono descritte fasce adesive in film plastico con applicazione di adesivo a settori trasversali rispetto alla direzione di svolgimento del nastro, oppure a settori definiti, utilizzabili per etichettare contenitori od oggetti di vario tipo. Negli esempi viene descritta l'applicazione automatica di etichette autoadesive su contenitori. La velocità massima di applicazione delle etichette che viene esemplificata non é superiore a 90 battute (confezioni)/minuto, che corrispondono a 5.400 confezioni/ora.

L'utilizzo di bobine di film plastici non adesivizzati, utilizzate normalmente in applicazioni "roll-feed", permette di raggiungere velocità elevate di confezionamento, maggiori di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiori di 8.000 confezioni/ora, in quanto lo svolgimento del film dalla bobina é uniforme. Questo si verifica perché le superfici del film sono sostanzialmente omogenee per quanto riguarda le loro proprietà dì scivolamento e anche per il fatto che l'adesivo non é presente sulla superficie del film. Quindi l'utilizzo di bobine di film plastici non adesivizzati facilita l'applicazione di etichette su linee ad alta velocità. Questo motivo spiega il loro utilizzo così diffuso per l'etichettatura di confezioni .

Era sentita l'esigenza di avere disponibili film plastici stampati in bobine, da utilizzare nel processo di etichettatura ad alta velocità, ad esempio maggiore di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiore di 8.000 confezioni/ora, combinata con scarti di produzione inferiori al 2%, preferibilmente inferiori all'1%, in modo da ridurre gli scarti di produzione rispetto ai film plastici stampati attualmente utilizzati in questa applicazione.

La Richiedente ha sorprendentemente ed inaspettatamente trovato un film plastico stampato che risolve questo problema tecnico.

Costituisce un oggetto della presente invenzione l'uso di fasce adesive in film plastico di polimeri termoretraibili scelti tra i seguenti:

polietilentereftalato;

polistirene;

polivinilcloruro,·

polietilene o polimeri dell'etilene con una o più alfaolefine aventi un numero di atomi di carbonio compreso tra 3 e 10, preferibilmente tra 3 e 6;

con applicazione di adesivo "pressure sensitive" a settori trasversali rispetto alla direzione di svolgimento o direzione longitudinale del nastro, oppure a settori definiti, per processo di etichettatura "roll-feed" di contenitori od oggetti di vario tipo su linee di confezionamento ad elevata velocità, maggiore di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiore di 8.000 confezioni/ora, combinata con scarti di produzione inferiori al 2%, preferibilmente inferiori all'1%.

Gli adesivi "pressure sensitive" utilizzabili sono quelli noti in commercio. Preferibilmente sono emulsioni acquose di adesivi, preferibilmente sono emulsioni acquose di polimeri acrilici. In generale la viscosità delle emulsioni acquose di adesivi é compresa tra 50 e 1.000 cP, preferibilmente 100-500 cP, alla temperatura di applicazione che é compresa tra 0°C e 60°C, preferibilmente tra 20°C e 40°C.

La grammatura di adesivo (secco) nella parte spalmata é compresa generalmente tra 5 e 50 g/m<2>, preferibilmente tra 10 e 30 g/m<2>.

La lunghezza della striscia adesivizzata misurata nella direzione longitudinale del nastro, qui chiamata MD (direzione macchina), generalmente é inferiore o uguale al 25%, preferì bilmente inferiore o uguale al 15% rispetto alla lunghezza totale dell'etichetta.

Le fasce adesive dell'invenzione hanno anche lunghezze molto elevate, anche maggiori di 1.000 metri, preferibilmente inferiori a 10.000 metri, e possono essere avvolte in bobine di facile utilizzazione industriale.

La larghezza delle fasce dell'invenzione é tipicamente compresa tra circa 2 cm e circa 50 cm.

Il passo di taglio dell'etichetta é tipicamente compreso tra circa 10 cm e 1 m, e le zone spalmate di adesivo che si ripetono a registro con il passo di taglio dell'etichetta hanno una lunghezza in MD tipicamente compresa tra 1 cm e 10 cm, oppure le zone con adesivo sono aree a settori definiti aventi simili dimensioni.

Si possono utilizzare film plastici che presentano valori di termoretrazione uniassiale o biassiale, preferenzialmente uniassiale in MD.

I valori di termoretrazione in MD, determinati tramite il test di termoretrazione OPMA TC 4 (Oriented Polypropylene Manufacturers' Association) (130°C - 5 minuti in aria), sono compresi generalmente tra 5% e 80% e preferibilmente tra 5% e 60%, a temperature comprese tra 60°C e 250°C, preferibilmente tra 80<0>C e 180°C. Dette caratteristiche di termoretrazione permettono la termoretrazione dell'etichetta dopo l'applicazione, durante il passaggio del manufatto finito in un apposito tunnel di termoretrazione per ottenere un'etichettatura aderente e che si conformi a superficì concave, convesse o irregolari .

Per l'utilizzo nel processo "roll-feed" secondo la presente invenzione il film viene preferibilmente avvolto in bobine .

L'uso delle fasce di film plastico secondo il processo "roll-feed" della presente invenzione per etichettare contenitori od oggetti di vario tipo su linee di confezionamento ad alta velocità, ad esempio maggiore di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiore di 8.000 confezioni/ora, fino a 30.000 confezioni/ora, anche fino a 50.000 confezioni/ora, mediante l'impiego delle macchine etichettatrici comunemente utilizzate in applicazioni ad alta velocità, comprende i seguenti passaggi:

1) svolgimento della bobina di film plastico stampato spalmato con adesivo "pressure sensitive" a settori trasver-sali rispetto alla direzione del nastro, oppure a settori definiti;

2) taglio a misura per ottenere l'etichetta richiesta;

3) applicazione sul contenitore;

4) termoretrazione mediante passaggio dell'oggetto etichettato in un apposito tunnel di termoretrazione a temperature tra 60°C e 250°C;

in cui per svolgere la bobina e per applicare l'etichetta si utilizzano dispositivi in cui le parti in movimento che vengono a contatto con l'adesivo "pressure-sensitive" hanno una superficie antiadesiva.

Detta superficie antiadesiva può essere ad esempio ottenuta tramite rivestimento con materiali antiadesivi (PTFE, gomme siliconiche) oppure mediante trattamenti specifici, ad esempio "plasma coating".

Le fasce adesive dell'invenzione possono essere prodotte secondo il procedimento descritto in EP 1.074.593 a nome della Richiedente .

Le fasce adesive dell'invenzione possono essere sottoposte a processi che consentono la facile rimozione dell'etichetta. Detti processi sono il processo di taglio a pressione, la creazione di incisioni sul bordo della fascia, l'incisione laser, l'applicazione di nastrini a strappo (tear tapes). Questi processi si possono eseguire durante la preparazione delle fasce, prima di avvolgerle sulle bobine, oppure direttamente durante la fase di applicazione.

Con la presente invenzione la Richiedente ha trovato che bobine formate da film plastici parzialmente adesivizzati inaspettatamente e sorprendentemente, nonostante presentino uno svolgimento non uniforme per la presenza di aree ricoperte di adesivo, possono essere utilizzate in applicazioni ad alta velocità, superiore a 6.000 confezioni/ora, in particolare superiore a 8.000 confezioni/ora. Inaspettatamente e sorprendentemente la presenza di adesivo nelle fasce di film plastico non causa inceppamenti della linea né scarti di produzione superiori al 2%, impiegando le macchine etichettatrici comunemente utilizzate in applicazioni ad alta velocità. Questo fatto risulta soprendente ed inaspettato in quanto le fasce adesive di film plastico descritte nella domanda di brevetto EP 1.074.593 venivano esemplificate con una velocità di applicazione massima di 5.400 confezioni/ora.

Pertanto, secondo la presente invenzione é possibile utilizzare su linee di confezionamento ad alta velocità bobine di fasce adesive note nell'arte in applicazioni a velocità inferiori a 6.000 confezioni/ora. Questo costituisce un vantaggio dal punto di vista industriale.

L'aspetto delle confezioni etichettate, ad esempio bottiglie, ottenibili con il processo "roll-feed" dell'invenzione, é risultato conforme alle specifiche richieste dai clienti. In particolare l'aderenza dell'etichetta termoretratta al profilo delle bottiglie é risultata completa ed uniforme. Inoltre sulla parte corrispondente alla sovrapposizione dei due lembi dell'etichetta non erano presenti difetti dovuti a scollature locali e conseguente parziale sollevamento del film, o pieghe causate dalla presenza dell'adesivo.

Dal confronto dei risultati ottenuti con i film adesivizzati dell'invenzione rispetto ai film non adesivizzati convenzionalmente utilizzati nell'arte nota, si può osservare che il processo dell'invenzione, pur utilizzando un nastro adesivizzato, permette di raggiungere sostanzialmente le stesse velocità che si raggiungono con il processo di etichettatura "roll-feed" normalmente utilizzato. Questo costituisce un notevole vantaggio per gli utilizzatori, che non devono apportare variazioni sostanziali alle linee di confezionamento che utilizzano il processo "roll-feed" con film plastici tradizionali non adesivizzati. Questo risultato inaspettato e sorprendente é ancora più apprezzato dagli utilizzatori in quanto é combinato ad una sostanziale riduzione di scarti rispetto al processo "roll-feed" tradizionale che utilizza film plastici non adesivizzati.

I seguenti esempi illustrano l'invenzione senza limitarne lo scopo.

ESEMPIO 1

Bobine di film in polietilene tereftalato biorientato termoretraibile in MD, avente uno spessore di 36 micron, le bobine aventi una larghezza di 245 mm, stampate sul lato interno ed adesivizzate sullo stesso lato a settori trasversali di 24 mm di lunghezza misurata in MD e sull'altro lato spalmate con uno strato antiadesivo a base poliuretanica, sono state utilizzate per ottenere etichette in una macchina etichettatrice fuori linea (le etichette non vengono applicate su contenitori) PE Labellers<®>.

La lunghezza (passo stampa) dell'etichetta ottenuta, misurata in MD, é stata di 269 mm,

La grammatura di adesivo acrilico Acronal<®>N286 (BASF) (secco), calcolata rispetto alla superficie coperta con l'adesivo, é stata di 15 g/m<2>.

La velocità di lavoro della macchina applicatrice é stata portata da 6.000 battute (corrispondenti a 6.000 confezioni teoriche)/ora, fino a 25.000 battute/ora e mantenuta a questa velocità per 8 ore, senza che si verificassero inceppamenti. Questa prova ha lo scopo di dimostrare che tipi di velocità si possono raggiungere con i film dell'invenzione per l'etichettatura.

Questi risultati mostrano che il film adesivizzato dell'invenzione può essere utilizzato senza inceppamenti a velocità comprese tra 6.000 a 25.000 battute/ora. In più, alla velocità massima, mantenuta per 8 ore, non si sono verificati inceppamenti.

ESEMPIO 2

Bobine di film in polietilene tereftalato biorientato termoretraibile in MD, avente uno spessore dì 36 micron, le bobine aventi una larghezza di 245 mm, stampate sul lato interno ed adesivizzate sullo stesso lato a settori trasversali di 24 mm di lunghezza misurata in MD e sull'altro lato spal-mate con uno strato antiadesivo a base poliuretanica, sono state utilizzate per ottenere etichette in una macchina etichettatrice PE Labellers<®>installata su una linea di confezionamento di succhi di frutta in bottiglie, equipaggiata con una unità di termoretrazione.

La lunghezza (passo stampa) dell'etichetta ottenuta, misurata in MD, é stata di 269 mm.

La grammatura di adesivo acrilico Acronal<®>N286 (BASF) (secco), calcolata rispetto alla superficie coperta con l'adesivo, é stata di 15 g/m<2>.

La velocità di lavoro della linea di confezionamento é stata fissata a 9.000 bottiglie/ora, che é la velocità massima cui può operare il sistema di riempimento delle bottiglie che é stato impiegato.

Questa velocità é stata mantenuta per 2 ore, senza che si verificassero inceppamenti oppure scarti.

L'aspetto delle bottiglie etichettate é risultato conforme alle specifiche fissate dal cliente. In particolare é stato verificato che l'aderenza dell'etichetta termoretratta al profilo delle bottiglie era completa ed uniforme. Inoltre, sulla parte corrispondente alla sovrapposizione dei due lembi dell'etichetta non erano presenti difetti dovuti a scollature locali e conseguente parziale sollevamento del film, o pieghe causate dalla presenza dell'adesivo.

ESEMPIO 3 (Confronto)

L'esempio 2 viene ripetuto ma utilizzando bobine di etichette non adesivizzate sulle quali viene applicato un adesivo hot melt reticolabile UV a settori trasversali di 12 mm di lunghezza in MD sui due lembi estremi dell'etichetta, immediatamente prima dell'applicazione sulle bottiglie.

La grammatura di adesivo utilizzata, calcolata rispetto alla superficie coperta con l'adesivo, é stata di 15 g/m<2>.

In relazione all'adesivo utilizzato, é stato necessario installare una linea di fusione/applicazione dell'adesivo ed una batteria di lampade UV per la reticolazione. Il tempo necessario per l'accensione e la messa a punto di queste linee, prima di procedere all'applicazione delle etichette, é stato di 45 minuti. La velocità di lavoro della linea di confezionamento é stata mantenuta a 9.000 bottiglie/ora per 2 ore, come nell'esempio 2.

Al termine della prova é stato necessario effettuare la pulizia completa della linea di fusione/applicazione dell'adesivo, che presentava anche colature di adesivo che si erano depositate sulla linea di confezionamento.

Un numero di bottiglie pari al 5% di quelle prodotte dalla linea di confezionamento durante le due ore della prova é stato scartato a causa di difetti dovuti all'applicazione dell'adesivo o alla sua reticolazione, con sollevamento parziale dei bordi delle etichette in fase di termoretrazione.

Quindi il prodotto finito in questi casi non era conforme alle specifiche di produzione.

Allo scarto sopra indicato deve essere aggiunto anche quello derivante dalla fase di accensione/messa a punto delle apparechiature per l'applicazione dell'adesivo hot-melt UV reticolabile. In questo caso é stato infatti scartato un numero di bottiglie pari a circa l'l% di quelle prodotte. Quindi la percentuale totale di scarti é dell'ordine del 6%.

Commenti

Dal confronto tra l'esempio 2 dell'invenzione e l'esempio 3 di confronto si evidenzia che il processo dell'invenzione, pur utilizzando un nastro adesivizzato, permette di raggiungere sostanzialmente le stesse velocità che si raggiungono con il processo di etichettatura "roll-feed" normalmente utilizzato. Questo costituisce un notevole vantaggio per gli utilizzatori, che non devono apportare variazioni sostanziali alle linee di confezionamento che utilizzano il processo "roll-feed" con film plastici tradizionali non adesivizzati.

Occorre osservare tuttavia che i film plastici adesivizzati della presente invenzione permettono di ottenere inaspettatamente e sorprendentemente una sostanziale riduzione di scarti rispetto al processo "roll-feed" tradizionale che utilizza film plastici non adesivizzati.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Uso per processi di etichettatura "roll-feed" di fasce adesive in film plastico di polimeri termoretraibili scelti tra: polietilentereftalato; polistirene; polivinilcloruro; polietilene o polimeri dell'etilene con una o più alfa-olefine aventi un numero di atomi di carbonio compreso tra 3 e 10, preferibilmente tra 3 e 6; con applicazione di adesivo "pressure sensitive" a settori trasversali rispetto alla direzione di svolgimento o direzione longitudinale del nastro, oppure a settori definiti, per etichettare contenitori od oggetti di vario tipo su linee di confezionamento ad elevata velocità, maggiore di 6.000 confezioni/ora, preferibilmente maggiore di 8.000 confezioni/ora, combinata con scarti di produzione inferiori al 2%, preferibilmente inferiori all'1%.
2. 2. Uso secondo la rivendicazione 1, in cui gli adesivi "pressure sensitive" sono emulsioni acquose di adesivi, preferibilmente emulsioni acquose di polimeri acrilici.
3. 3. Uso secondo la rivendicazione 2, in cui la viscosità delle emulsioni acquose di adesivi é compresa tra 50 e 1.000 cP, preferibilmente 100-500 cP, alla temperatura di ap plicazione che é compresa tra 0°C e 60°C, preferibilmente tra 20°C e 40°C.
4. 4. Uso secondo le rivendicazioni 2-3, in cui la grammatura di adesivo secco nella parte spalmata é compresa tra 5 e 50 g/m<2>, preferibilmente tra 10 e 30 g/m<2>.
5. 5. Uso secondo le rivendicazioni 1-4, in cui la lunghezza della striscia adesivizzata, misurata nella direzione longitudinale del nastro MD, é inferiore o uguale al 25%, preferibilmente inferiore o uguale al 15%, rispetto alla lunghezza totale dell'etichetta.
6. 6. Uso secondo le rivendicazioni 1-5, in cui la larghezza delle fasce adesive in film plastico é compresa tra circa 2 cm e circa 50 era.
7. 7. Uso secondo le rivendicazioni 1-6, in cui il passo di taglio dell'etichetta é compreso tra circa 10 cm e 1 m.
8. 8. Uso secondo le rivendicazioni 1-7, in cui le zone spalmate di adesivo che si ripetono a registro con il passo di taglio dell'etichetta hanno una lunghezza in MD compresa tra 1 cm e 10 cm.
9. 9. Uso secondo le rivendicazioni 1-8, in cui i film plastici presentano termoretrazione uniassiale o biassiale, preferenzialmente uniassiale in MD.
10. 10. Uso secondo la rivendicazione 9, in cui i valori di termoretrazione in MD, determinati tramite il test di termoretrazione OPMA TC 4 (Oriented Polypropylene Manufacturers' Association) (130°C - 5 minuti in aria), sono compresi tra 5% e 80% e preferibilmente tra 5% e 60% a tem-. perature comprese tra 60°C e 250°C, preferibilmente tra 80°C e 180°C.
11. 11. Uso secondo le rivendicazioni 1-10 comprendente i seguenti passaggi: 1) svolgimento della bobina di film plastico stampato spalmato con adesivo "pressure sensitive" a settori trasversali rispetto alla direzione del nastro, oppure a settori definiti; 2) taglio a misura per ottenere l'etichetta richiesta; 3) applicazione sul contenitore; 4) termoretrazione mediante passaggio dell'oggetto etichettato in un apposito tunnel di termoretrazione a temperature tra 60°C e 250°C; in cui per svolgere la bobina e per applicare l'etichetta si utilizzano dispositivi nei quali le parti in movimento che vengono a contatto con l'adesivo "pressure-sensitive" hanno una superficie antiadesìva.