Pack per l`ortofrutta In vetro veritas Un nuovo concetto di easy-peel

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ARTEK
Poste Italiane S.p.a.- Sped. in A.P. - D.L. 353/2003 (conv. In L. 27/02/2004 n°46) art.1, comma 1, DCB Varese.
ISSN 1827-2533
G iu 2010 - A NNO VI
Bimestrale - N° 33 Mag-G
Overview
Pack per l'ortofrutta
Pack for fruit and vegetable
Technologies
Un nuovo concetto di
easy-peel
NotePack
Patrocinato da
In vetro veritas
B I M O N T H LY O N T E S T I N G , D E S I G N & T E C H N O L O G I E S I N F O O D PA C K A G I N G
Chain
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A P P L I C ATA E PA C K A G I N G C O N V E N I E N C E
Te c n o l o g i e
T e c h n o l o g i e s
Un nuovo concetto di
easy-peel
Proteco, ITP, e Berg, un
metadistretto unito in un unico
obiettivo: quello di realizzare una
saldatura permanente che al
tempo stesso sia un’aper tura
facilitata
S
ono sempre più diffuse le confezioni di alimenti e bevande dotate
di dispositivi e di soluzioni che conferiscono elementi di facilità d’uso
per il consumatore finale. L’aspettativa di praticità è certamente
forte nel consumatore moderno,
che dedica meno tempo alla prepa-
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PACKAGES
razione dei pasti e, di conseguenza, il valore praticità si è rapidamente affermato tra i progettisti
di packaging e rappresenta ormai
uno dei fattori che influenzano
maggiormente l’innovazione in questo settore.
È necessario tuttavia essere ben
consapevoli che, a volte, queste soluzioni, dette anche di convenience,
introducono nell’imballaggio elementi di debolezza e di precarietà e
che, in altre circostanze, la praticità introdotta risulta in contrasto
con le esigenze di protezione del
prodotto confezionato. Casi emblematici di tali situazioni sono, ad
esempio, gli imballaggi perfettamente trasparenti: sebbene la visibilità del contenuto facilita l’apprezzamento da parte del consumatore, questi pack hanno lo svantaggio di esporre i prodotti a radiazioni potenzialmente dannose per le
loro qualità sensoriali; inoltre i dispositivi di chiusura si aprono facilmente ma dovrebbero richiudersi
altrettanto efficacemente; infine,
ricordiamo quei sigilli e quelle saldature che si aprono senza sforzo
ma che devono garantire comunque
l’integrità del prodotto lungo tutta
la supply chain.
L’antitesi che molte di queste soluzioni di packaging convenience
comportano le rende innovazioni
particolarmente difficili da realizzare e piuttosto critiche nell’impiego. Ciò che potrebbe apparire
una scelta edonistica, di vantaggio
superficiale e non sostanziale, è
sempre un’innovazione di complessa e delicata realizzazione, soprattutto quando riguarda gli aspetti
dell’integrità e dell’ermeticità di
una confezione.
In questa prospettiva va considerata e analizzata l’innovazione del
progetto ID 4237 del Bando Metadistretti 2007, intitolato “Nuovi
poliaccoppiati destinati all'imballag-
Chain
For
za d
i ap
ert
ura
mpatibile
Fase inco
La separazione
avviene dove le
due fasi si
incontrano
Fase conti
nua
Substrato
For
za d
ia
tu
per
PRO
" Apertura della confezione sotto
controllo;
" ampia finestra di saldabilità;
" elevata riproducibilità delle prestazioni di pelabilità;
" versatilità della forza di pelabilità
in funzione delle richieste dell’utilizzo finale.
CONTRO
" Funziona solo su se stesso: su PE
o su PP.
ra
2. Pelabilità di tipo adesivo
PRO
F or
Top pelabile
" Offre una soluzione dove altri sistemi
za d
i ap
non funzionano (PET, PVC, PS,…);
ert
ura
" apertura agevole della confezione (normalmente basse forze di pelabilità).
CONTRO
" Apertura della saldatura a scatti
e/o rumorosa;
" film intrinsecamente appiccicoso,
difficoltà di produzione e utilizzo.
Bottom (vaschetta)
3. Pelabilità per frattura
Forza di apertura
Forza di apertura
PRO
Te c n o l o g i e
Il meccanismo di tipo coesivo: corrisponde all’introduzione all’interno
di una matrice poliolefinica di un
componente poco compatibile, in
bassa concentrazione; questo
componente si disperde nella matrice plastica, ma ne interrompe la
1. Pelabilità di tipo coesivo
T e c h n o l o g i e s
gio alimentare capaci di saldatura
permanente (non pelabile) e al tempo stesso di facile apertura: un
nuovo concetto di easy-peel”.
Il progetto, finanziato dalla Regione
Lombardia e recentemente concluso, ha visto impegnate tre aziende
che, di fatto, rappresentano l’intera filiera produttiva degli oggetti
che si voleva realizzare: la ITP di
Bosnasco (PV), la Proteco di Milano
e la Berg di Voghera (PV). Infatti la
prima produce film poliolefinici tramite estrusione, cioè converte in
film i granuli delle diverse resine,
Proteco accoppia questi film a supporti stampati o non, e produce
quindi il poliaccoppiato finale e Berg
produce le vaschette cui i poliaccoppiati sono destinati e ha messo
a disposizione le macchine di confezionamento che hanno consentito di
testare sul campo i coestrusi sviluppati, a completamento delle prove condotte in laboratorio. Il consorzio, pienamente rispondente al
criterio di Meta-distretto introdotto dalla regione Lombardia per finanziare quelle aree in cui si concentrano imprese di una stessa filiera ritenuta strategica, ha affrontato un tema fortemente attuale,
quale appunto quello delle aperture
facilitate, introducendo una effettiva
innovazione, grazie alla scelta dei
materiali di base e alla progettazione delle strutture multistrato finali.
Fino ad oggi i sistemi impiegati per
ottenere un’apertura facilitata in un
imballaggio flessibile, di tipo cosiddetto pelabile, sono essenzialmente
tre e vengono indicati come di tipo
coesivo, adesivo e per frattura.
" Buona tenuta della saldatura anche in
Linea di frattura
Film coestruso
presenza di contaminazioni grazie all'utilizzo di resine molto performanti da
questo punto di vista;
" normalmente basse forze di apertura.
CONTRO
Strato saldante " Difficile realizzazione;
" applicabile solo per saldatura di polimeri con la stessa natura.
Foto 1: I meccanismi di apertura facilitata nell’imballaggio
flessibile
FOOD
PACKAGES
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Te c n o l o g i e
T e c h n o l o g i e s
Chain
continuità, formando “isole” il cui
numero e la cui dimensione possono essere facilmente controllabili in
fase di produzione. Quando il film
così realizzato è saldato su se
stesso o su un’atra poliolefina, si
ha la formazione di legami forti (di
tipo coesivo, tra molecole uguali)
solo in corrispondenza della matrice continua e di molti legami deboli
(di tipo secondario) in corrispondenza delle isole di componente incompatibile, che conferiscono la
scarsa resistenza opposta all’apertura. Accanto a molti vantaggi,
soprattutto legati alla modulabilità
della resistenza, questo sistema, a
tutt’oggi, si applica solo ai materiali poliolefinici (PP e PE) escludendo tutte le soluzioni che impiegano
PVC, PS, PET, PLA e ogni altro nuovo materiale.
Il meccanismo di tipo adesivo: si
basa, come evidente dalla denominazione, sulla possibilità di realizza-
re in fase di saldatura legami di tipo adesivo che interessano molecole diverse e sono sostenuti dalle
cosiddette forze di van der Waals.
Si tratta di forze relativamente deboli, quali quelle che normalmente
entrano in gioco nell’applicazione di
nastri adesivi. Uno specifico polimero di natura poliolefinica, polare
e aggiunto di specifici additivi, viene
estruso come strato saldante. Le
forze di apertura sono modeste ed
è possibile applicare questi sistemi
su qualsiasi materiale ma le resine
che sono più performanti per questo sistema sono intrinsecamente
appiccicose, e quindi inducono ad
attivazioni che riducono la trasparenza in modo non trascurabile.
Il meccanismo per frattura: detto
anche per delaminazione a rottura
preferenziale. Anche in questo caso si ricorre a strutture multistrato nelle quali sono indebolite le forze di adesione tra lo strato saldan-
Saldatura permanente:
PET
Adesivo
Coestruso
Bottom (vaschetta)
Apertura per delaminazione:
Forza di apertura
PET
Adesivo
Coestruso
Bottom (vaschetta)
Foto 2: Nuovo meccanismo di apertura facilitata realizzato
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PACKAGES
te e quello sovrastante. Al momento dell’apertura, esercitando un’azione di strappo, lo strato saldante
si rompe delaminandosi all’interfaccia tra due strati del film coestruso. La tecnologia di produzione del
multistrato non è semplice e la tipologia di resina e gli spessori dei
singoli strati sono fondamentali nel
regolare la forza di apertura; l’inconveniente maggiore, comunque,
è che il sistema risulta oggi applicabile solo dove la saldatura avvenga tra polimeri della stessa natura
e per specifiche applicazioni.
Il problema da risolvere, e al quale
si sono applicate le imprese finanziate dalla regione Lombardia, era
quindi quello di realizzare una saldatura permanente e al tempo
stesso un’apertura facilitata, grazie all’intrinseca scarsa coesione
tra alcuni degli strati del poliaccoppiato. Un’apertura che fosse applicabile per il confezionamento di
prodotti molto umidi o addirittura
liquidi, un sistema di saldatura che
funzionasse in presenza di frammenti e di residui alimentari, solidi
o liquidi, che fosse efficace anche
per resine additivate di antifog, antistatici o altri additivi indispensabili nelle applicazioni più critiche.
Per raggiungere l’obiettivo, i servizi di R&D delle tre aziende hanno
dovuto concentrare la loro attenzione sulla misura delle forze di coesione tra gli strati del poliaccoppiato, di tenuta della saldatura
(adesione del film sul bordo di vaschette di materiali diversi), della
resistenza alla lacerazione dello
strato più esterno e dell’intera
struttura realizzata attraverso coestrusione.
Attraverso la valutazione accurata
di queste proprietà e la comprensione del ruolo che esse giocano
sull’effetto finale desiderato e della
possibilità di modularle attraverso
Chain
Forza di apertura della saldatura
[g/15mm]
Te c n o l o g i e
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PACKAGES
T e c h n o l o g i e s
l’applicazione di rigorosi protocolli
Strato delaminatosi dal Top (~15µm)
di valutazione e la
capacità di colleTOP dopo apertura della confezione:
gare dati oggetzona in corrispondenza della saldatura
tivi a fenomeni
Bottom (PP) (~250µm)
reali, di comprendere e di descrivere l’effetto di
Vista in sezione al
variabili e di inferire un risultato
microscopio del bottom
atteso. Un risultaZona del bottom corrispondente al profilo di
to che, converrà ribasaldatura dopo l'apertura della confezione
dirlo, ha a che fare con la praticità
d’uso di un imballaggio alimentare
(la sua facile apertura) ma riguarda
anche un requisito fondamentale e
assolutamente critico della confeFoto 3: l'evidente delaminazione dopo l'apertura del provino
zione che è la sua ermeticità. La
corrisponde alla striscia biancastra laddove è avvenuta la
garanzia di sicurezza igienica e di
saldatura
mantenimento delle qualità originali di un alimento o di una bevanda
confezionati è assicurata, prima di
ogni altra considerazione, dal confi1600
namento del prodotto rispetto al1400
l’ambiente esterno che potenzial1200
mente lo può contaminare. Sono
l’integrità e l’ermeticità dell’imbal1000
laggio che, in primo luogo, rappre800
sentano la capacità protettiva di
600
un prodotto sensibile.
Aver puntato a una soluzione che
400
fosse una vera saldatura, attuabile
200
tenendo conto delle necessità di
0
additivazione dei materiali oggi im140
150
160
170
180
190
210
piegati, ma in grado di soddisfare le
aspettative del consumatore, quali
sono emerse da un’analisi delle
Grafico 1: la curva di saldatura su PP ottenuta in laboratorio
tendenze di mercato, è certamen(forza di apertura della saldatura vs. temperatura di saldatura).
te un punto di forza di questo proIl film comincia ad avere saldatura efficace a partire da 170°C
getto di cui, in conclusione, non è
neppure fuori luogo sottolineare
anche la positiva e non così comuattraverso la scelta di misurazioni
la scelta delle materie prime e dei
ne collaborazione tra un pool di
attendibili e di valutazioni dei risulparametri di processo della coaziende private e un Ente Pubblico
tati. Il fine è quello di realizzare un
estrusione e della saldatura, è stadi finanziamento. oggetto di largo consumo e basso
to possibile raggiungere il risultato
costo come un imballaggio a perdeatteso.
re, un obiettivo concreto e di utiliUn classico esempio di ricerca aptà immediata la cui realizzazione
plicata dunque, nella quale, fissato
non sia banale o frutto di scelte soun obiettivo e formulata una serie
Luciano Piergiovanni
lo formali. Anzi, il progetto implica
di ipotesi, il risultato è perseguito
DiSTAM, Università degli Studi di Milano
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