ITTO990196A1

ITTO990196A1 - Elementi per imballaggio

Info

Publication number: ITTO990196A1
Application number: IT1999TO000196A
Authority: IT
Inventors: Catia Bastioli; Vittorio Bellotti; Maurizio Buono
Original assignee: Novamont Spa
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-15
Also published as: AU3811000A; WO2000055050A2; WO2000055050A3; IT1308431B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Elementi per imballaggio"

Ambito dell'invenzione

La presente invenzione riguarda elementi per l'imballaggio, compostabili e rimpulpabili, muniti di inserti o blocchi protettivi agli urti e gli imballi ottenuti utilizzando tali elementi.

Stato della tecnica

Gli imballaggi a perdere sono stati usati per decadi per proteggere oggetti fragili come vetro, apparecchiature elettroniche e relativi annessi durante il trasporto e la manipolazione. Il tipo di materiale per packaging si é evoluto negli anni. I materiali di packaging per la protezione di oggetti fragili ha incluso i trucioli di legno, la carta usata e materiali sintetici quali il polistirolo ed il poliuretano.

Due sono le forme di packaging che hanno trovato ampia diffusione: imballaggi preformati e imballaggi che acquistano la forma dell'imballo al momento dell'imballaggio. Un imballo di questo ultimo tipo ampiamente usato è quello della patatina espansa in forma di granuli o altro in polistirolo. Un sistema convenzionale ampiamente usato per il packaging include blocchi, lastre e cubi tagliati e/o stampati per dare la forma delle strutture fragili da imballare. Gli imballi prodotti nelle diverse forme sono in grado di garantire eccellenti proprietà cuscino dovute alle eccellenti caratteristiche del polistirolo. Per entrambe le tipologie di imballaggio in polistirolo il maggiore inconveniente è la difficoltà di riciclaggio degli imballi che arrivano al consumatore finale, tenendo conto del basso peso e dell'alto volume occupati e del fatto che il prodotto non è biodegradabile e riciclabile con alti costi.

Altro aspetto negativo sta nell’alto contenuto energetico del polistirolo in quanto derivato dal petrolio, rispetto a prodotti da fonte rinnovabile. Grazie alla loro biodegradabilità, alle proprietà antistatiche e al basso contenuto energetico e capacità di non contribuire all'effetto serra i materiali da fonte rinnovabile ed in particolare i materiali a base di amido rappresentano una valida alternativa.

Loose filler a base di amido espanso o agglomerati ottenuti da particelle di amido espanso sono comunemente impiegati quale materiale di protezione nell'imballaggio di oggetti fragili. Un inconveniente di tale sistema di imballo è dovuto principalmente al fatto che i loose filler, o simili forme, essendo mobili non sono in grado di impedire i possibili movimenti relativi dell'oggetto all'interno dell'imballo con conseguente possibile rottura dello stesso. La quantità di materiale espanso da utilizzare è inoltre notevole

La domanda di brevetto EP-0696 611-A2 descrive la preparazione di loose filler, foglie prodotti iniettati e particelle agglomerag li di densità particolarmente bassa e con resilienza elevata. Le domande di brevetto EP-0 667 396-A1 ed EP-0 696 612-A2 riguardano la agglomerazione di estrusi di amido di diversa forma e dimensione attraverso l'uso di un coating anche costituito da acqua e/o calore per ottenere strutture espanse preformate anche accoppiate.

Descrizione dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è la semplificazione del sistema di packaging attraverso l'utilizzo di sistemi compositi che prevedono l'accoppiamento di materiali di diversa natura, tutti biodegradabili e riciclabili con medesime tecnologie in modo da semplificare lo smaltimento, accoppiati in modo tale da rendere il processo di imballaggio semplice ed economico e da minimizzare la quantità di materiale di imballo utilizzata.

In vista di tale scopo, gli elementi per l'imballaggio della invenzione sono costituti da un foglio di cartone cordonato secondo un disegno tale da sviluppare per piegatura una scatola chiusa in cui viene posto l'oggetto da imballare e, aderenti al foglio di cartone, da blocchi o inserti in materiale espanso a base di polisaccaridi, preferibilmente amido e sue miscele con polimeri termoplastici sintetici o naturali, aventi forma e dimensioni tali e collocati in posizione in grado di assicurare, a scatola chiusa, zone di protezione e di bloccaggio dell'oggetto da imballare.

I blocchi espansi vengono a trovarsi, a scatola chiusa, all'esterno o all'interno della scatola ed eventualmente in entrambe le posizioni.

I blocchi vengono fatti aderire al foglio di cartone utilizzando agenti collanti costituiti da acqua, emulsioni collanti acquose e/o applicando calore.

I blocchi possono essere ottenuti secondo vari metodi tagliandoli ad esempio da un sandwich di più strati di strands espansi collegati fra loro mediante acqua ed in cui il primo strato è fissato ad un supporto di cartone umidificato. I blocchi possono anche essere ottenuti da cubi agglomerando a caldo più strati di foglie espanse oppure particelle espanse trattate in superficie con melt a base i poliestere alifatico o umidificate con acqua o con altri metodi noti.

Le particelle possono essere ottenute mediante trattamento con microonde o IR oltre che con i metodi di estrusione convenzionali. I blocchi possono avere forma geometrica diversa quale ad esempio forma cubica di parallelepipedo o di prisma. La forma viene scelta essenzialmente in funzione della forma e delle dimensioni dell'oggetto da imballare. I blocchi vengono fissati sulla superficie del cartone prima della chiusura della scatola utilizzando un sistema manuale o, preferibilmente, robotizzato con collocazione degli inserti nei punti di maggiore sollecitazione per il pezzo da imballare.

Nelle figg.1-3 sono riportati alcuni esempi di realizzazione degli elementi secondo l'invenzione.

L'imballaggio del pezzo può cosi essere ottenuto in modo completamente automatizzato contemporaneamente alla operazione di chiusura della scatola.

La linea di imballaggio può comprendere la produzione di blocchi o inserti espansi tramite: estrusione, sintering, microonde, IR, wafer, iniezione o per agglomerazione di particelle espanse a produrre pezzi finiti o cubi da cui ricavare gli inserti o mediante iniezione degli inserti finiti stessi.

Gli inserti sono di dimensioni e densità, e relativa rigidezza e massa, tali da assicurare lo smorzamento di vibrazioni dovute a forze esterne o interne di carattere impulsivo, ciclico, casuale sia nella freguenza che nell'intensità. Inoltre gli inserti sono fissati al supporto di cartone in posizioni tali da permettere il bloccaggio per attrito del prodotto nei suoi moti relativi rispetto all 'imballo.

L'applicazione degli inserti alla scatola aperta di cartone può avvenire attraverso un caricatore che contiene gli inserti già predisposti per l'applicazione. In fase di deposito degli inserti o prima di tale stadio dovrà essere applicato un agente collante quale acqua, emulsioni acquose o altro attraverso degli spruzzatori e/o calore.

Successivamente, o contemporaneamente, si potrà prevedere uno stadio di pressatura sufficiente a garantire l'adesione degli inserti al cartone in modo permanente ed un eventuale stadio di insufflazione di aria nel caso occorra una rapida asciugatura. La scatola potrà quindi essere chiusa intorno alla struttura da imballare.

Modulando la forma degli inserti è possibile anche creare con gli inserti stessi, nel caso di scatole non particolarmente profonde, dei veri e propri divisori nel caso di prodotti da imballare che non siano monopezzo.

Per quanto riguarda lo smaltimento dopo 1'uso diverse sono le possibilità'. Gli inserti sono tendenzialmente solubili o comunque disperdibili in acqua. Possono essere quindi ripulpati insieme al cartone della scatola, diventando un collante per il cartone stesso. Per quanto riguarda il trasporto del materiale da imballo dopo l'uso, questo può diventare estremamente semplice spruzzando poca acqua sugli inserti in modo da provocare il collassemento degli inserti espansi. Tuttavia, essendo gli inserti espansi facilmente tagliabili ed incollabili con acqua, potranno diventare materiale per costruzioni più versatile del Lego. L'imballo potrà quindi contenere al suo interno un utensile per asportare l'inserto e un depliant per le istruzioni. Inoltre il prodotto potrà essere facilmente smaltito via fognatura o, meglio attraverso il contenitore per l'umido ed il compostaggio.

Gli inserti sono costituiti da polisaccaridi di diversa natura modificati (ad esempio cellulose modificate quali esteri e eteri della cellulosa) e tal quali e, preferibilmente, da amido o da sue miscele con polimeri termoplastici di sintesi e naturali, contenenti eventualmente plastificanti, antifiamma, repellenti per animali, lubrificanti, fibre naturali quali cellulosa,, trucioli di legno, pula di riso, scarti agricoli di natura fibrosa, juta, paglia ecc., sintetiche quali fibre di poliestere e di poliammide preferibilmente biodegradabili, o inorganiche quali vetro ecc. e fillers di varia natura fino ad un totale di 70% in peso. Gli elementi espansi tal quali o agglomerati potranno essere combinati in strutture sandwich con legno, carta, cartone, tessuti, materiali plastici biodegradabili solubili o insolubili. Nella fase di agglomerazione, inoltre, gli elementi espansi potranno essere agglomerati insieme a fibre di cellulosa, trucioli di legno o altre fibre naturali e/o sintetiche. I sistemi sandwich possono essere ottenuti con strati di materiali diversi fino a formare dei blocchi. Nel caso di uso di carta e/o cartone intercalato da strati di materiale espanso è possibile costruire elementi con proprietà molto diversificate tagliando elementi nella direzione longitudinale o trasversale della lastra. Inoltre gli elementi di cartone possono essere con diversi profili quali a dente di sega, trapezoidali o rotondi<* >dove ogni sede a dente di sega, trapezoidale o rotonda può ospitare uno strand espanso di amido. In questo modo è possibile costruire pannelli che se tagliati trasversalmente formano degli alveolari.

E' possibile anche, ma ciò costituisce una alternativa meno preferita, fissare i blocchi in materiale espanso in una scatola preformata inserendoli in posizioni di sollecitazione dell'oggetto da imballare e ad evitare possibili movimenti dello stesso nell'imballo.

Anche in questo caso, qualora i blocchi siano fissati almeno in parte all'esterno della scatola, la stessa sarà inserita in una seconda scatola con i blocchi a contatto con le pareti di quest'ultima.

Vengono ora descritte a titolo puramente esemplificativo alcune forme di realizzazione degli elementi per l'imballaggio secondo l'invenzione.

Esempio 1

Gli strands che si ottengono tramite estrusione vengono tagliati durante il processo di espansione tramite una taglierina in testa modello a cesoia cosi da ottenere cilindri espansi di lunghezza di circa 2 m e diametro di circa 10 mm. Questi stessi vengono guidati, una volta fuori dall’estrusore, da un sistema di trasporto costituito da un tubo con all'estremità, un eiettore, così da creare una depressione a valle. Gli estrusi vengono poi raccolti in una tramoggia che li contenga nel senso della lunghezza. Da tale sito tramite una apertura comandata posta nella parte inferiore della tramoggia, gli strands vengono fatti aderire ad un cartone umido fino a formare un primo strato. Tramite degli ugelli vengono leggermente bagnati in superficie con acqua. Si procede poi ad un secondo strato e ad una nuova fase di umidificazione della superficie. Si ottiene infine un sandwich espanso costituito da singoli strands uniti tra loro da acqua che utilizza cartone come supporto. Con tale procedimento si sono ottenuti angolari e lastre per imballaggio. Esempio 2

ticelle sinterizzate.

Esempio 4

Come esempio 2 ma sostituendo i blocchi ottenuti da strands espansi con blocchi espansi ottenuti tramite microonde.

Esempio 5

Come esempio 2 ma sostituendo i blocchi ottenuti da strands espansi con blocchi espansi con tecnica IR.

Esempio 6

Come esempio 2 ma sostituendo i blocchi ottenuti da strands espansi con blocchi espansi tramite stampaggio ad iniezione.

Esempio 7

Si accoppiano due foglie di cartone con una foglia sottile di amido espanso. Il cartone accoppiato ha una funzionalità simile al catone ondulato. Esempio 8

Come per esempio 7 ma al posto della foglia espansa vengono accoppiati al cartone particelle espanse di 2 mm di diametro. Il cartone ha così migliorate proprietà strutturali.

Esempio 9

Creazione di un angolare a partire da blocchi biodegradabili come da esempio 2. Si consideri (fig.3) l'imballaggio di un elettrodomestico che necessita di 8 angolari alle estremità per essere movimentato da macchinari a ganascia. La scatola avrà internamente i blocchi disposti secondo lo sviluppo di figura. I blocchi saranno fatti aderire al cartone con acqua. Nella figura si sono evidenziati per chiarezza solo i blocchi relativi agli angolari e non le altre parti protettive.

Esempio 10

Utilizzo (fig.4) di blocchi di particelle sinterizzate lavorate meccanicamente per asportazione di materiale al fine di ottenere pads protettivi per spedizioni come da figura.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento per imballaggio costituito da un foglio di cartone cordonato secondo un disegno in grado di sviluppare per piegatura una scatola chiusa in cui viene posto l'oggetto da imballare comprendente blocchi o inserti di materiale espanso biodegradabile aventi forma e dimensioni tali e fatti aderire sul foglio in posizioni in grado di assicurare, a scatola chiusa, zone di protezione e di bloccaggio dell’oggetto da imballare, detti blocchi trovandosi a scatola chiusa all'esterno e/o all'interno della scatola.
2. Elemento seconda la rivendicazione 1, in cui i blocchi o inserti di materiale espanso biodegradabile sono costituiti da materiale a base di polisaccaridi .
3. Elemento seconda le rivendicazioni 1 e 2, in cui i blocchi o inserti vengono collocati nei punti di maggiore sollecitazione dell'oggetto da imballare.
4. Elemento secondo la rivendicazioni 1 a 3, in cui i blocchi o inserti espansi sono ricavati da sandwich di strati di strands espansi accoppiati tra loro mediante acqua.
5. Elemento secondo la rivendicazione 4, in cui il primo strato di strands è fatto aderire ad un foglio di cartone umidificato.
6. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 3, in cui i blocchi o inserti espansi sono ricavati da cubi agglomerando particelle espanse o più strati di foglie espanse.
7. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 6, in cui i blocchi inserti espansi sono ottenuti mediante stampaggio a iniezione.
8. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 7, in cui i blocchi o gli inserti espansi sono ottenuti da particelle espanse mediante micro onde o mediante irraggiamento IR.
9. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 8, in cui i blocchi o gli inserti espansi hanno forma cubica, parailelepipeda o di prisma.
10. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 9, in cui i blocchi o gli inserti espansi vengono fatti aderire al foglio di cartone impiegando agenti collanti scelti tra acqua, emulsioni acquose e/o applicando calore.
11. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 10, in cui la forma di uno o più dei blocchi o inserti espansi viene modulata in modo da formare elementi divisori .
12. Elemento secondo le rivendicazioni 1 a 11, in cui il materiale che costituisce i blocchi o inserti espansi è scelto fra amido e sue miscele con polimeri termoplastici sintetici o naturali, esteri o eteri della cellulosa.
13. Imballo comprendente un elemento secondo le rivendicazioni 1 a 12, piegato a formare una scatola chiusa contenente l'oggetto da imballare ed in cui i blocchi o inserti espansi sono collocati all'esterno della scatola detta scatola essendo chiusa in una seconda scatola.
14. Scatola per imballaggio comprendente blocchi in materiale espanso a base di polisaccaridi, fissati all’interno e/o esterno della scatola in posizioni di sollecitazione dell'oggetto da imballare e con funzione di bloccaggio dello stesso nei suoi possibili movimenti all'interno dell'imballo.
15. Scatola secondo la rivendicazione 14, in cui quando almeno parte dei blocchi in materiale espanso sono fissati all’interno della scatola, la sca-tola è inserita in una seconda scatola con i blocchi a contatto con le pareti di quest'ultima.
16. Scatola secondo le rivendicazioni 14 a 15, in cui il materiale formante i blocchi è scelto tra amido e sue miscele con polimeri termoplastici sintetici o naturali e esteri e eteri della cellulosa.
17. Procedimento per lo smaltimento dopo l'uso degli imballi ottenuti dagli elementi secondo le rivendicazioni 1 a 10 precedenti, in cui l'imballo viene trattato con acqua al fine di sciogliere o disperdere in acqua i blocchi espansi e la soluzione o dispersione acquosa cosi ottenuta viene ripulpata insieme al cartone della scatola.
18. Procedimento per il recupero dopo l'uso dei blocchi espansi compresi negli elementi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui i blocchi vengono tagliati dagli elementi e utilizzati quale materiale da costruzione per giochi.