IT201900006294A1 - Metodo per la realizzazione di una confezione biodegradabile di un prodotto per la preparazione di bevande - Google Patents
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Description
METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UNA CONFEZIONE BIODEGRADABILE DI UN PRODOTTO PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico relativo al confezionamento di prodotti per la preparazione di bevande calde e/o fredde, come ad esempio caffè, the, orzo, tisane etc..
I prodotti per la preparazione di bevande sono solitamente in forma granulare, polvere, liofilizzati o macinati, pertanto essi vengono usualmente predisposti all’interno di relative confezioni sigillate per salvaguardarne le proprietà, il gusto e i sapori.
Tali confezioni sigillate vengono poi inserite dall’utilizzatore all’interno di apposite macchine automatiche per l’erogazione della bevanda.
Sono note diverse tipologie di confezioni che vengono utilizzate per il contenimento dei prodotti per la preparazione di bevande.
Una particolare tipologia di confezione comprende una cialda, contenente il prodotto per la preparazione della bevanda, che è chiusa e sigillata all’interno di un rivestimento esterno.
La cialda è realizzata in materiale biodegradabile, come ad esempio acido polilattico (PLA), e comprende un corpo cavo, avente una base, ad esempio circolare, e pareti laterali, ad esempio una parete cilindrica, al cui interno viene predisposto il prodotto per la preparazione della bevanda, ed un coperchio di chiusura applicato e fissato al corpo.
Eventualmente, la cialda così formata viene compressa e compattata mediante l’impiego di un sonotrodo.
I materiali di rivestimento utilizzati per il rivestimento della cialda, e per la realizzazione della confezione finale, sono di tipo non biodegradabile, come ad esempio un foglio multistrato di alluminio.
Un metodo noto per la realizzazione di una confezione di prodotti per la preparazione di bevande comprende, dapprima, di realizzare la cialda utilizzando un materiale biodegradabile, e quindi di rivestire la cialda utilizzando un materiale non biodegradabile.
Per realizzare la cialda, viene svolto e reciso un primo foglio da una prima bobina di un film di materiale biodegradabile, come ad esempio PLA (acido polilattico) e quindi viene svolto e reciso un secondo foglio da una seconda bobina di un film di materiale biodegradabile, come ad esempio PLA (acido polilattico).
Nel primo foglio di materiale biodegradabile vengono eseguiti tagli in maniera da ottenere una serie di primi spezzoni di materiale biodegradabile, ad esempio i tagli vengono eseguiti in maniera da ottenere una serie di primi spezzoni di forma circolare. I tagli vengono realizzati in modo che i primi spezzoni di materiale biodegradabile abbiano un diametro tale per cui, per ognuno di essi, piegando una porzione circolare esterna rispetto ad una porzione circolare interna, è possibile ottenere un corpo cavo avente una parete di base ed una parete laterale cilindrica.
Nel secondo foglio di materiale biodegradabile vengono eseguiti tagli in maniera da ottenere una serie di secondi spezzoni di materiale biodegradabile di forma circolare aventi un diametro sufficiente per essere applicati a chiusura dei corpi cavi ottenuti a seguito della piegatura dei primi spezzoni.
Una volta piegati i primi spezzoni di materiale biodegradabile a formare i corpi cavi, viene eseguita una fase di riempimento dei corpi cavi con i prodotti per la preparazione di bevande, e quindi una fase di applicazione dei secondi spezzoni di materiale biodegradabile a chiusura dei corpi cavi, ed infine una fase di fissaggio, ad esempio mediante termosaldatura, dei secondi spezzoni ai corpi cavi.
In questo modo si ottengono cialde contenenti al loro interno un prodotto per la preparazione di una bevanda.
Eventualmente può essere eseguita una fase finale di compattazione delle cialde utilizzando un sonotrodo.
In questo modo è possibile eliminare le porosità e comprimere, compattandolo, il prodotto per la preparazione della bevanda.
Contemporaneamente, o in successione alle fasi sopra descritte, un primo foglio di rivestimento viene svolto e reciso da una prima bobina di un film di materiale non biodegradabile (come ad esempio un materiale multistrato in alluminio) ed un secondo foglio di rivestimento viene a sua volta svolto e reciso da una seconda bobina di un film di materiale non biodegradabile (come ad esempio un materiale multistrato in alluminio).
I due fogli di materiale non biodegradabile vengono utilizzati per realizzare il rivestimento della cialda nel modo seguente.
Un primo foglio di rivestimento viene posizionato al di sopra di organi di centratura, che definiscono posizioni prefissate in cui le cialde devono essere posizionate al di sopra del primo foglio di rivestimento.
Le cialde vengono posizionate al di sopra del primo foglio di rivestimento, in corrispondenza delle posizioni prefissate definite dagli organi di centratura, e quindi il secondo foglio di rivestimento viene posizionato al di sopra delle cialde.
Vengono quindi eseguite una pluralità di operazioni di termoformatura e termosaldatura per ognuna delle cialde interposte tra i due fogli di materiale di rivestimento.
In particolare, la termosaldatura viene eseguita in modo che le parti dei due fogli di rivestimento che si trovano al di sopra e al di sotto delle cialde vengono tra loro termosaldate formando una porzione circolare termosaldata che circonda le cialde. I due fogli vengono poi sottoposti ad operazioni di taglio in maniera da eseguire dei tagli circolari esternamente alle porzioni circolari termosaldate, ottenendo così le confezioni finali di forma circolare che racchiudono al loro interno le cialde contenenti i prodotti per la preparazione di una bevanda.
L’esecuzione delle sopra descritte fasi per la realizzazione di confezioni di prodotti per la preparazione di bevande non comporta particolari problematiche, in particolare l’esecuzione delle fasi di termoformatura, termosaldatura e taglio dei due fogli di rivestimento in materiale non biodegradabile, in quanto essi risultano sufficientemente rigidi per non subire deformazioni durante le operazioni di termosaldatura e taglio. Le confezioni finali che si ottengono, quindi, presentano una forma sostanzialmente uniforme, con la cialda perfettamente centrata, con i contorni ben definiti e quindi gradevole dal punto di vista estetico.
Negli ultimi tempi, per svariati motivi, in primo luogo per garantire uno smaltimento ecologico delle confezioni una volta utilizzate per la preparazione delle bevande, si è fatta particolarmente crescente e pressante l’esigenza di avere confezioni di prodotti per la preparazione di bevande che siano interamente biodegradabili, vale a dire confezioni in cui, non solo la cialda, ma anche il rivestimento della cialda, siano realizzati in materiale biodegradabile.
Una tipologia di materiale biodegradabile che può essere utilizzato come rivestimento delle cialde è costituito dall’Ecoralene, cioè un film accoppiato a base di materiali biodegradabili e compostabili (come ad esempio materiali a base di cellulosa o biopolimero di origine vegetale).
Tuttavia si sono riscontrate delle problematiche nell’esecuzione delle sopra descritte fasi di termosaldatura e taglio quando vengono utilizzati fogli di Ecoralene per la realizzazione del rivestimento delle cialde.
Infatti, le tensioni che si vengono a creare sui fogli di Ecoralene durante la fase di termosaldatura possono causare uno spostamento relativo tra le porzioni dei due fogli, che devono essere reciprocamente termosaldate, e le cialde tra essi interposte, e quindi portare all’ottenimento di confezioni finali non ottimali dal momento che le cialde non saranno perfettamente centrate.
Inoltre, le tensioni a cui sono soggetti i fogli di Ecoralene, a seguito dell’applicazione del calore, possono fare insorgere increspature e striature, con conseguente effetto antiestetico delle confezioni finali.
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre un nuovo metodo per la realizzazione di una confezione biodegradabile di prodotti per la preparazione di bevande in grado di ovviare agli inconvenienti di arte nota sopra citati.
In particolare, è scopo dell’invenzione quello di proporre un nuovo metodo che consente di realizzare confezioni di prodotti per la preparazione di bevande che, dopo l’uso, siano interamente biodegradabili, sia per quel che concerne la cialda che il relativo rivestimento, e che allo stesso tempo presentino una forma ottimale sia dal punto di vista strutturale che estetico.
È anche scopo della presente invenzione quello di proporre una nuova confezione biodegradabile di prodotti per la preparazione di bevande.
I citati scopi sono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni.
Le caratteristiche di una preferita forma di esecuzione del metodo per la realizzazione di una confezione biodegradabile di prodotti per la preparazione di bevande, così come una preferita forma di realizzazione della confezione biodegradabile di prodotti per la preparazione di bevande, proposti con la presente invenzione, saranno descritte nel seguito con riferimento alle unite tavole di disegno, nelle quali:
- la figura 1 illustra in maniera schematica, e secondo una vista in prospettiva, una preferita successione di fasi operative per la realizzazione di una cialda contenente un prodotto per la preparazione di una bevanda secondo il metodo dell’invenzione;
- la figura 2 rappresenta, in scala ingrandita, il particolare indicato con K di figura 1; - la figura 3 rappresenta, secondo viste frontali in sezione verticale, una sequenza di particolari fasi operative della realizzazione della cialda secondo il metodo dell’invenzione;
- la figura 4 illustra, secondo viste frontali, alcune in sezione verticale, una ulteriore sequenza di particolari fasi operative della realizzazione della cialda secondo il metodo dell’invenzione;
- la figura 5 illustra, secondo viste in pianta dall’alto, le fasi di cui alla figura 4;
- la figura 6 illustra, in modo schematico e secondo una vista in prospettiva, una cialda contenente un prodotto per la preparazione di una bevanda ottenibile mediante il metodo dell’invenzione;
- la figura 7 illustra, secondo una vista schematica in prospettiva, ulteriori fasi particolari del metodo dell’invenzione per la realizzazione del rivestimento della cialda e l’ottenimento della confezione finale;
- la figura 8 rappresenta, in scala ingrandita, il particolare indicato con H di figura 7; - le figure 9A, 9B e 9C illustrano, secondo relative viste frontali in sezione verticale, una sequenza di particolari fasi operative per la realizzazione del rivestimento della cialda secondo il metodo proposto dall’invenzione;
- le figure 10A, 10B, 10C, 10C’, 10D, 10D’, illustrano, secondo rispettive viste in pianta o frontali in sezione verticale, ulteriori fasi operative per il completamento della confezione finale secondo il metodo dell’invenzione;
- la figura 11A illustra secondo una vista in prospettiva la confezione finale biodegradabile di prodotti per la preparazione di una bevanda ottenibile mediante il metodo dell’invenzione, mentre la figura 11B rappresenta una vista frontale in sezione verticale di tale confezione;
- nella figura 12A sono illustrate possibili varianti relative alla realizzazione della cialda, mentre nella figura 12B sono illustrate corrispondenti varianti relative alla realizzazione del rivestimento della cialda per l’ottenimento della confezione finale. Il metodo per la realizzazione di una confezione biodegradabile di un prodotto per la preparazione di bevande proposto dalla presente invenzione comprende di fornire una prima bobina (1) di un primo film (10) di materiale biodegradabile, ad esempio costituito da acido polilattico (PLA), che viene utilizzato per la formazione di una cialda per il contenimento di un prodotto per la preparazione di bevande, e di fornire una seconda bobina (2) di un secondo film (20) di materiale biodegradabile, ad esempio costituito da Ecoralene, che viene utilizzato per la formazione di un rivestimento della cialda.
Il metodo dell’invenzione comprende di eseguire le seguenti fasi particolari:
- una fase (a) di svolgimento e di recisione del primo film (10) di materiale biodegradabile dalla prima bobina (1) in cui il primo film (10) di materiale biodegradabile viene svolto dalla prima bobina (1) e viene reciso in maniera da ottenere un primo foglio (11) (vedasi figura 1);
- una fase (b) di taglio del primo foglio (11) in cui il primo foglio (11) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un primo spezzone circolare (S1) ed almeno un secondo spezzone circolare (S2), in cui l’almeno primo spezzone circolare (S1) presenta un diametro maggiore dell’almeno secondo spezzone circolare (S2) e presenta dimensioni tali da consentirne la relativa piegatura per poter formare un corpo cavo avente una base circolare ed una parete laterale (vedasi figura 1);
- una fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) in cui una porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1) viene ripiegata rispetto ad una porzione circolare interna (13) in modo da formare un corpo cavo (14) avente una base circolare (15), definita dalla porzione circolare interna (13), ed una parete laterale (16) definita dalla porzione circolare esterna (12) una volta ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13) (vedasi figure 1, 2 e 3);
- una fase (d) di riempimento in cui un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda viene inserito e dosato entro il corpo cavo (14) in modo da riempire una parte del volume del corpo cavo (14) in maniera che una porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) sia libera e non interessata dal prodotto (P) (vedasi figure 1, 2 e 3);
- una fase (e) di piegatura della porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) in cui la porzione superiore (160) della parete laterale (16) viene piegata mediante plissettatura in modo da formare una corona plissettata (17) al di sopra del prodotto (P) contenuto nel corpo cavo (14) (vedasi figure 1, 2, 4 e 5);
- una fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17) in cui il secondo spezzone circolare (S2) viene applicato al di sopra della corona plissettata (17) e fissato alla corona plissettata (17) per formare un coperchio (18) di chiusura e chiudere il corpo cavo (14) in maniera da ottenere una cialda (A) contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda (vedasi le figure 1, 2, 4, 5 e 6).
In questo modo, con l’esecuzione delle sopra citate fasi è possibile impiegare, contrariamente all’arte nota in cui si utilizzano due distinte bobine, un’unica bobina (1) di un film di materiale biodegradabile (10), come ad esempio l’acido polilattico (PLA), per ottenere una cialda (A) contenente un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda.
Il prodotto (P) può essere un preparato in forma granulare, polvere, liofilizzato o macinato, che consente di preparare bevande come ad esempio caffè, the, tisane, etc..
Inoltre, grazie alle peculiari modalità con cui viene piegato il primo spezzone circolare, in particolare la piegatura mediante plissettatura delle porzioni superiori delle pareti laterali del corpo cavo, è possibile ottenere una corona plissettata al di sopra del prodotto contenuto entro il corpo cavo.
La corona plissettata, in modo vantaggioso, costituisce un’area ottimale per il posizionamento del secondo spezzone circolare, che, una volta fissato alla corona plissettata, costituirà il coperchio di chiusura della cialda.
In questo modo, le operazioni di fissaggio risultano facilitate ottenendo un’ottimale chiusura e sigillatura del corpo cavo.
Il metodo dell’invenzione comprende anche l’esecuzione delle seguenti ulteriori fasi peculiari, per la realizzazione del rivestimento della cialda ed ottenere una confezione finale:
- una fase (g) di svolgimento e di recisione del secondo film (20) di materiale biodegradabile dalla seconda bobina (2) in cui il secondo film (20) di materiale biodegradabile viene svolto dalla seconda bobina (2) e viene reciso in maniera da ottenere un secondo foglio (21) (vedasi figura 7);
- una fase (h) di taglio del secondo foglio (21) in cui il secondo foglio (21) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4), in cui l’almeno terzo spezzone circolare (S3) e l’almeno quarto spezzone circolare (S4) presentano un diametro sostanzialmente identico e di dimensioni maggiori del diametro della cialda (A) (vedasi figura 7);
- una fase (i) di termoformatura del terzo spezzone circolare (S3) in cui il terzo spezzone circolare viene termoformato in modo da formare un primo elemento a forma di valva (22) avente una porzione periferica anulare (23) ed una prima sede (24) tale da accogliere una parte inferiore della cialda (A) (vedasi le figure 7, 8 e 9A); - una fase (l) di termoformatura del quarto spezzone circolare (S4) in cui il quarto spezzone circolare (S4) viene termoformato in modo da formare un secondo elemento a forma di valva (32) avente una porzione periferica anulare (33) ed una seconda sede (34) tale da accogliere una parte superiore della cialda (A) (vedasi le figure 7, 8 e 9B);
- una fase (m) di inserimento e posizionamento della cialda (A) nella prima sede (24) del primo elemento a forma di valva (22) in modo che una parte inferiore della cialda (A) sia accolta entro la prima sede (24) (vedasi le figure 7, 8 e la parte superiore di figura 9C);
- una fase (n) di posizionamento del secondo elemento a forma di valva (32) al di sopra del primo elemento a forma di valva (22) in modo che una parte superiore della cialda (A) sia accolta entro la seconda sede (34) del secondo elemento a forma di valva (32) ed in modo che la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32) si sovrapponga alla porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) (vedasi le figure 7, 8 e la parte inferiore di figura 9C); - una fase (o) di fissaggio e sigillatura del primo elemento a forma di valva (22) con il secondo elemento a forma di valva (32) in cui il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) vengono tra loro fissati e sigillati in corrispondenza delle relative porzioni periferiche anulari (23, 33) tra loro sovrapposte in maniera da sigillare al loro interno la cialda (A) ed ottenere una confezione (F) biodegradabile sigillata di un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda (vedasi le figure 10A, 10B, 10C, 10C’, 10D, 10D’).
Anche per la realizzazione del rivestimento della cialda, il metodo prevede di utilizzare un’unica bobina di un film di materiale biodegradabile, come ad esempio in particolare l’Ecoralene, mentre nell’arte nota vengono impiegate due distinte bobine per il film di rivestimento.
Inoltre, il metodo secondo l’invenzione prevede di tagliare da un medesimo foglio di materiale biodegradabile di rivestimento un terzo spezzone ed un quarto spezzone che andranno a costituire le due parti (i due elementi a forma di valva) per la formazione del rivestimento.
In modo vantaggioso, il metodo dell’invenzione prevede di termoformare il terzo spezzone ed il quarto spezzone, ed ottenere il primo elemento a forma di valva ed il secondo elemento a forma di valva, precedentemente alla loro sovrapposizione alla cialda.
In particolare, il metodo prevede di formare due elementi a forma di valva ognuno dei quali avente una sede, di dimensioni adeguate per accogliere e contenere una parte della cialda, ed una porzione anulare che circonda la sede anulare.
La fase di formatura delle due sedi nei due elementi a forma di valva avviene in maniera separata, e prima, dell’accoppiamento delle due parti di rivestimento con la cialda: in questo modo è possibile definire in maniera precisa, senza ripercussioni sulla confezione finale, la forma delle due parti che, una volta accoppiate, definiranno il rivestimento finale della cialda, e quindi la forma della confezione finale.
Inoltre, in modo vantaggioso, il metodo prevede di realizzare i due elementi a forma di valva in modo che ognuno di essi abbia una porzione periferica anulare che circonda la sede di posizionamento della cialda.
In questo modo si realizzano due aree ben precise e definite per la reciproca sovrapposizione dei due elementi a forma di valva in corrispondenza delle quali può essere eseguito il fissaggio e la sigillatura, senza alcuna ripercussione sulla cialda contenuta entro le due sedi né sulla forma dei due elementi a forma di valva.
Quindi, la confezione finale che si ottiene con il metodo dell’invenzione è realizzata interamente in materiale biodegradabile, sia per quel che concerne il materiale della cialda che il materiale del rivestimento, e presenterà una forma ben definita, per quel che riguarda il bordo, perfettamente circolare, e le due calotte di contenimento della cialda formate dai due elementi a forma di valva.
Le fasi (a) (di svolgimento e di recisione del primo film (10) di materiale biodegradabile dalla prima bobina (1)), (b) (di taglio del primo foglio (11) in cui il primo foglio (11) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un primo spezzone circolare (S1) ed almeno un secondo spezzone circolare (S2)), (c) (di piegatura del primo spezzone circolare (S1)), (d) (di riempimento), (e) (di piegatura della porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14)), (f) (di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17)), possono essere eseguite prima, o anche in contemporanea, alle fasi (g) (di svolgimento e di recisione del secondo film (20) di materiale biodegradabile dalla seconda bobina (2)), (h) (di taglio del secondo foglio (21) in cui il secondo foglio (21) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4)), (i) (di termoformatura del terzo spezzone circolare (S3)) e (l) (di termoformatura del quarto spezzone circolare (S4)).
Ulteriori aspetti vantaggiosi del metodo dell’invenzione sono descritti nel seguito.
Secondo un aspetto preferito, la fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) avviene eseguendo una imbutitura del primo spezzone circolare (S1) mediante un elemento dosatore (4) a forma di punzone (vedasi in particolare la parte sinistra di figura 3), in cui l’elemento dosatore (4) a forma di punzone spinge il primo spezzone circolare (S1) attraverso un foro passante circolare di modo che la porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1) esterna al foro passante circolare viene ripiegata rispetto ad una porzione circolare interna (13) del primo spezzone circolare (S1) formando così un corpo cavo (14) avente una base circolare (15), definita dalla porzione circolare interna (13), ed una parete laterale (16) definita dalla porzione circolare esterna (12) ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13). Inoltre, vantaggiosamente, la fase (d) di riempimento del corpo cavo (14) con il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda viene eseguita durante il sollevamento dell’elemento dosatore (4) a forma di punzone dal corpo cavo (14) (vedasi in particolare la parte destra di figura 3), con l’elemento dosatore (4) a forma di punzone che rilascia e dosa il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda all’interno del corpo cavo (14) mentre esso viene sollevato ed estratto dal corpo cavo (14).
Secondo un altro aspetto, durante la fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) a formare il corpo cavo (14), sulla porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1), ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13) per formare la parete laterale (16) del corpo cavo (14), si formano alette (161) sporgenti esternamente.
In questo caso, il metodo prevede, prima della fase (e) di piegatura della porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) che viene piegata mediante plissettatura per formare una corona plissettata (17) al di sopra del prodotto (P) contenuto nel corpo cavo (14), di eseguire una fase (e1) di piegatura laterale delle alette (161) sporgenti per ripiegarle contro la parete laterale (16) del corpo cavo (14). In modo preferito, dopo la fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17) per formare un coperchio (18) di chiusura e chiudere il corpo cavo (14) ed ottenere una cialda (A) contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, il metodo prevede di eseguire una fase (f1) di compattazione della cialda (A) e del prodotto (P) in essa contenuto con eliminazione di porosità di aria mediante l’utilizzo di un sonotrodo in maniera da ottenere una cialda (A) compatta contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda compattato e privo di porosità di aria.
In particolare, nella fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17), il metodo prevede di eseguire un fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) alla corona plissettata (17) mediante saldatura.
Secondo una modalità preferita, la fase (i) di termoformatura del terzo spezzone circolare (S3) comprende di termoformare il terzo spezzone circolare (S3) posizionandolo in una matrice di termoformatura femmina (51) e di eseguire la termoformatura utilizzando una contro-matrice di termoformatura maschio (52) per spingere il terzo spezzone circolare (S3) entro la matrice di termoformatura femmina (51) e formare il primo elemento a forma di valva (22) con la prima sede (24) per accogliere la parte inferiore della cialda (A) (vedasi la sequenza di figura 9A).
In maniera corrispondente, la fase (l) di termoformatura del quarto spezzone circolare (S4) comprende di termoformare il quarto spezzone circolare (S4) posizionandolo in corrispondenza di una matrice di termoformatura maschio (53) e di eseguire la termoformatura utilizzando una contro-matrice di termoformatura femmina (54) per spingere il quarto spezzone circolare (S4) attorno alla matrice di termoformatura maschio (53) e formare il secondo elemento a forma di valva (32) con la seconda sede (34) per accogliere la parte superiore della cialda (A) (vedasi la sequenza di figura 9B).
In modo vantaggioso, al fine di ottenere una sigillatura ottimale della confezione finale, il metodo dell’invenzione prevede che la fase (o) di fissaggio e sigillatura del primo elemento a forma di valva (22) con il secondo elemento a forma di valva (32) per sigillare al loro interno la cialda (A) ed ottenere la confezione (F) comprende:
una fase (o1) di esecuzione di punti di pre-saldatura (8) tra la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte (vedasi la figura 10A);
una fase (o2) di aspirazione dell’ossigeno residuo all’interno della confezione (F) ed di insufflazione di un gas inerte entro la confezione (F) inserendo relativi aghi (81) di aspirazione e aghi (82) di insufflazione tra il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) negli spazi presenti tra i punti di pre-saldatura (8) (vedasi la sequenza di figura 10B);
una fase (o3) di saldatura finale che comprende di eseguire una saldatura ad anello (85) tra la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte, per sigillare la confezione (F) (vedasi ad esempio le figure 9C e 9C’). In particolare, la fase (o2) di aspirazione dell’ossigeno e di insufflazione di gas inerte viene eseguita inserendo la confezione (F) in un ambiente (G) ad atmosfera controllata.
Ad esempio, una volta inserita la confezione (F), nella quale sono stati applicati i punti di pre-saldatura (8), all’interno dell’ambiente (G) ad atmosfera controllata, le parti delle porzioni periferiche anulari dei due elementi a forma di valva che si trovano tra i punti di pre-saldatura (8) vengono parzialmente sollevate, in maniera da definire gli spazi per l’inserimento degli aghi (81) di aspirazione dell’ossigeno e degli aghi (82) di insufflazione del gas inerte (ad esempio azoto).
Una volta eseguite le operazioni di aspirazione ed insufflazione, gli aghi vengono retratti e le parti sollevate nuovamente riposizionate tra loro a reciproco contatto per consentire l’esecuzione della fase (o3) di saldatura finale.
Preferibilmente, la fase (o3) di saldatura finale comprende di eseguire inoltre una saldatura supplementare (9) saldando completamente tra di loro la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte (vedasi ad esempio le figure 10D e 10D’).
Preferibilmente, il metodo dell’invenzione prevede di eseguire la fase (b), di taglio del primo foglio (11) di materiale biodegradabile per ottenere almeno il primo spezzone circolare (S1) ed almeno il secondo spezzone circolare (s2) utilizzabili per la realizzazione della cialda (A), in maniera da tagliare almeno un primo spezzone circolare (S1) avente un diametro (d1) compreso tra 80 mm e 90 mm, e preferibilmente di 84 mm, e da tagliare almeno un secondo spezzone circolare (S2) avente un diametro (d2) compreso tra 25 e 35 mm, e preferibilmente di 30 mm.
Ulteriormente, in maniera preferita, per queste dimensioni del primo spezzone e del secondo spezzone, il metodo prevede di eseguire la fase (h), di taglio del secondo foglio (21) di materiale biodegradabile, per ottenere almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4) utilizzabili per il rivestimento della cialda (A) e la realizzazione della confezione (F), in maniera da tagliare almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4) aventi entrambi un diametro (d34) compreso tra 50 mm e 60 mm, e preferibilmente di 54 mm.
Nelle figure 12A e 12B sono illustrati esempi di diverse possibili modalità di esecuzione del metodo dell’invenzione in funzione della produttività che si desidera raggiungere.
Ad esempio, con il metodo dell’invenzione, utilizzando una prima bobina (1) di un primo film (10) di materiale biodegradabile, come l’acido polilattico, per la realizzazione delle cialda, largo 120 mm, è possibile tagliare il film ed ottenere un primo foglio (11) di forma quadrata e di lato 120 mm.
Il primo foglio (11) viene quindi tagliato per ottenere un primo spezzone circolare (S1) di diametro di 84 mm ed un secondo spezzone circolare (S2) di diametro di 30 mm. In questo caso, viene utilizzata una seconda bobina (2) di un secondo film (20) di materiale biodegradabile, come l’Ecoralene, per la realizzazione del rivestimento largo 110 mm e viene tagliato un secondo foglio (12) di forma rettangolare di lati 110 mm e 120 mm dal quale vengono tagliati il terzo spezzone circolare (S3) ed il quarto spezzone circolare (S4) di diametro, ognuno, di 54 mm.
Vedasi al riguardo le prime figure in alto delle figure 12A 212B.
Con queste dimensioni, è possibile realizzare fino a 50 confezioni al minuto.
Aumentando la larghezza dei due film di materiale biodegradabile, e/o le dimensioni dei due fogli che vengono da essi tagliati, è possibile aumentare la produttività in modo significativo.
Ad esempio, utilizzando un primo film (10) di materiale biodegradabile (acido polilattico) largo 220 mm, è possibile tagliare un primo foglio (11) di forma rettangolare e di lati 120 mm e 220 mm dal quale possono essere ricavati 2 primi spezzoni (S1), ognuno di diametro di 84 mm, e 2 secondi spezzoni (S2), ognuno di diametro di 30 mm (vedasi seconda figura dall’alto della figura 12A).
In questo caso, si utilizzerà un secondo film (20) di materiale biodegradabile (Ecoralene) di larghezza di 190 mm e da esso si taglierà un secondo foglio (21) di forma rettangolare e di lati 120 mm e 190 mm.
Da questo secondo foglio (21) è possibile ricavare 2 terzi spezzoni (S3) e 2 quarti spezzoni (S4), entrambi di diametro di 54 mm (vedasi la seconda figura dall’alto di figura 12B).
Con queste dimensioni, è possibile realizzare fino a 100 confezioni al minuto.
Ad esempio, invece, utilizzando un primo film (10) di materiale biodegradabile (acido polilattico) largo 420 mm, è possibile tagliare un primo foglio (11) di forma rettangolare e di lati 120 mm e 420 mm dal quale possono essere ricavati 4 primi spezzoni (S1), ognuno di diametro di 84 mm, e 4 secondi spezzoni (S2), ognuno di diametro di 30 mm (vedasi la terza figura dall’alto della figura 12A).
In questo caso, si utilizzerà un secondo film (20) di materiale biodegradabile (Ecoralene) di larghezza di 350 mm e da esso si taglierà un secondo foglio (21) di forma rettangolare e di lati 350 mm e 120 mm.
Da questo secondo foglio (21) è possibile ricavare 4 terzi spezzoni (S3) e 4 quarti spezzoni (S4), tutti con diametro di 54 mm (vedasi la terza figura dall’alto di figura 12B).
Con queste dimensioni, è possibile realizzare 200 confezioni al minuto.
Infine, ad esempio utilizzando un primo film (10) di materiale biodegradabile (acido polilattico) largo 420 mm, è possibile tagliare un primo foglio (11) di forma quadrata e di lati 420 mm e 420 mm dal quale possono essere ricavati 16 primi spezzoni (S1), ognuno di diametro di 84 mm, e 16 secondi spezzoni (S2), ognuno di diametro di 30 mm (vedasi la figura in basso della figura 12A).
In questo caso, si utilizzerà un secondo film (20) di materiale biodegradabile (Ecoralene) di larghezza di 350 mm e da esso si taglierà un secondo foglio (21) di forma rettangolare e di lati 350 mm e 420 mm.
Da questo secondo foglio (21) è possibile ricavare 16 terzi spezzoni (S3) e 16 quarti spezzoni (S4), tutti con diametro di 54 mm (vedasi figura in basso di figura 12B).
Con queste dimensioni, è possibile realizzare fino a 800 confezioni al minuto.
Le figure 11A e 11B illustrano la confezione (F) biodegradabile di un prodotto per la preparazione di una bevanda ottenibile mediante il metodo sopra descritto.
Tale confezione (F) biodegradabile comprende:
una cialda (A) in materiale biodegradabile, contenente un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, ed un rivestimento (R) in materiale biodegradabile che avvolge e sigilla la cialda (A).
In particolare:
la cialda (A) comprende un corpo cavo (14), contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, ed avente una parete di base (15) ed una parete laterale (16) le cui porzioni superiori (160) sono ripiegate mediante plissettatura al di sopra del prodotto (P) a formare una corona plissettata (17), ed un coperchio di chiusura (18) al di sopra della corona plissettata (17) e fissato alla corona plissettata (17);
il rivestimento (R) comprende un primo elemento a forma di valva (22) avente una porzione periferica anulare (23) ed una prima sede (24) che accoglie una parte inferiore della cialda (A) ed un secondo elemento a forma di valva (32) avente una porzione periferica anulare (33) ed una seconda sede (34) che accoglie una parte superiore della cialda (A), con il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) che sono tra loro accoppiati e sigillati in corrispondenza delle relative porzioni periferiche anulari (23, 33).
Preferibilmente, la cialda (A) presenta una forma compattata priva di porosità d’aria a seguito di un trattamento mediante l’utilizzo di un sonotrodo.
La cialda (A) è realizzata in un materiale biodegradabile costituito da acido polilattico ed il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32), che formano il rivestimento (R), sono realizzati in un materiale biodegradabile costituito da Ecoralene.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la realizzazione di una confezione biodegradabile di un prodotto per la preparazione di bevande, comprendente: di fornire una prima bobina (1) di un primo film (10) di materiale biodegradabile utilizzabile per la formazione di una cialda per il contenimento di un prodotto per la preparazione di bevande, di fornire una seconda bobina (2) di un secondo film (20) di materiale biodegradabile utilizzabile per la formazione di un rivestimento della cialda, e di eseguire: - una fase (a) di svolgimento e di recisione del primo film (10) di materiale biodegradabile dalla prima bobina (1) in cui il primo film (10) di materiale biodegradabile viene svolto dalla prima bobina (1) e viene reciso in maniera da ottenere un primo foglio (11); - una fase (b) di taglio del primo foglio (11) in cui il primo foglio (11) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un primo spezzone circolare (S1) ed almeno un secondo spezzone circolare (S2), in cui l’almeno primo spezzone circolare (S1) presenta un diametro maggiore dell’almeno secondo spezzone circolare (S2) e presenta dimensioni tali da consentirne la relativa piegatura per poter formare un corpo cavo avente una base circolare ed una parete laterale; - una fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) in cui una porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1) viene ripiegata rispetto ad una porzione circolare interna (13) in modo da formare un corpo cavo (14) avente una base circolare (15), definita dalla porzione circolare interna (13), ed una parete laterale (16) definita dalla porzione circolare esterna (12) una volta ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13); - una fase (d) di riempimento in cui un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda viene inserito e dosato entro il corpo cavo (14) in modo da riempire una parte del volume del corpo cavo (14) in maniera che una porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) sia libera e non interessata dal prodotto (P); - una fase (e) di piegatura della porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) in cui la porzione superiore (160) della parete laterale (16) viene piegata mediante plissettatura in modo da formare una corona plissettata (17) al di sopra del prodotto (P) contenuto nel corpo cavo (14); - una fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17) in cui il secondo spezzone circolare (S2) viene applicato al di sopra della corona plissettata (17) e fissato alla corona plissettata (17) per formare un coperchio (18) di chiusura e chiudere il corpo cavo (14) in maniera da ottenere una cialda (A) contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda; - una fase (g) di svolgimento e di recisione del secondo film (20) di materiale biodegradabile dalla seconda bobina (2) in cui il secondo film (20) di materiale biodegradabile viene svolto dalla seconda bobina (2) e viene reciso in maniera da ottenere un secondo foglio (21); - una fase (h) di taglio del secondo foglio (21) in cui il secondo foglio (21) viene tagliato in maniera da ottenere almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4), in cui l’almeno terzo spezzone circolare (S3) e l’almeno quarto spezzone circolare (S4) presentano un diametro sostanzialmente identico e di dimensioni maggiori del diametro della cialda (A); - una fase (i) di termoformatura del terzo spezzone circolare (S3) in cui il terzo spezzone circolare (S3) viene termoformato in modo da formare un primo elemento a forma di valva (22) avente una porzione periferica anulare (23) ed una prima sede (24) tale da poter accogliere una parte inferiore della cialda (A); - una fase (l) di termoformatura del quarto spezzone circolare (S4) in cui il quarto spezzone circolare (S4) viene termoformato in modo da formare un secondo elemento a forma di valva (32) avente una porzione periferica anulare (33) ed una seconda sede (34) tale da poter accogliere una parte superiore della cialda (A); - una fase (m) di inserimento e posizionamento della cialda (A) nella prima sede (24) del primo elemento a forma di valva (22) in modo che una parte inferiore della cialda (A) sia accolta entro la prima sede (24); - una fase (n) di posizionamento del secondo elemento a forma di valva (32) al di sopra del primo elemento a forma di valva (22) in modo che una parte superiore della cialda (A) sia accolta entro la seconda sede (34) del secondo elemento a forma di valva (32) ed in modo che la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32) si sovrapponga alla porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22); - una fase (o) di fissaggio e sigillatura del primo elemento a forma di valva (22) con il secondo elemento a forma di valva (32) in cui il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) vengono tra loro fissati e sigillati in corrispondenza delle relative porzioni periferiche anulari (23, 33) tra loro sovrapposte in maniera da sigillare al loro interno la cialda (A) ed ottenere una confezione (F) biodegradabile sigillata di un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda.
- 2) Metodo secondo la riv.1, in cui la fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) avviene eseguendo una imbutitura del primo spezzone circolare (S1) mediante un elemento dosatore (4) a forma di punzone, in cui l’elemento dosatore (4) a forma di punzone spinge il primo spezzone circolare (S1) attraverso un foro passante circolare di modo che la porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1) esterna al foro passante circolare viene ripiegata rispetto ad una porzione circolare interna (13) del primo spezzone circolare (S1) formando così un corpo cavo (14) avente una base circolare (15), definita dalla porzione circolare interna (13), ed una parete laterale (16) definita dalla porzione circolare esterna (12) ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13), ed in cui la fase (d) di riempimento del corpo cavo (14) con il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda viene eseguita durante il sollevamento dell’elemento dosatore (4) a forma di punzone dal corpo cavo (14), con l’elemento dosatore (4) a forma di punzone che rilascia e dosa il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda all’interno del corpo cavo (14) mentre esso viene sollevato ed estratto dal corpo cavo (14).
- 3) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, durante la fase (c) di piegatura del primo spezzone circolare (S1) a formare il corpo cavo (14), sulla porzione circolare esterna (12) del primo spezzone circolare (S1), ripiegata rispetto alla porzione circolare interna (13) per formare la parete laterale (16) del corpo cavo (14), si formano alette (161) sporgenti esternamente, ed in cui, prima della fase (e) di piegatura della porzione superiore (160) della parete laterale (16) del corpo cavo (14) che viene piegata mediante plissettatura per formare una corona plissettata (17) al di sopra del prodotto (P) contenuto nel corpo cavo (14), viene eseguita una fase (e1) di piegatura laterale delle alette (161) sporgenti per ripiegarle contro la parete laterale (16) del corpo cavo (14).
- 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, dopo la fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17) per formare un coperchio (18) di chiusura e chiudere il corpo cavo (14) ed ottenere una cialda (A) contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, viene eseguita una fase (f1) di compattazione della cialda (A) e del prodotto (P) in essa contenuto con eliminazione di porosità di aria mediante l’utilizzo di un sonotrodo in maniera da ottenere una cialda (A) compatta contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda compattato e privo di porosità di aria.
- 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, nella fase (f) di applicazione e fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) al di sopra della corona plissettata (17) viene eseguito un fissaggio del secondo spezzone circolare (S2) alla corona plissettata (17) mediante saldatura.
- 6) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase (i) di termoformatura del terzo spezzone circolare (S3) comprende di termoformare il terzo spezzone circolare (S3) posizionandolo in una matrice di termoformatura femmina (51) e di eseguire la termoformatura utilizzando una contro-matrice di termoformatura maschio (52) per spingere il terzo spezzone circolare (S3) entro la matrice di termoformatura femmina (51) e formare il primo elemento a forma di valva (22) con la prima sede (24) per accogliere la parte inferiore della cialda (A) ed in cui la fase (l) di termoformatura del quarto spezzone circolare (S4) comprende di termoformare il quarto spezzone circolare (S4) posizionandolo in corrispondenza di una matrice di termoformatura maschio (53) e di eseguire la termoformatura utilizzando una contromatrice di termoformatura femmina (54) per spingere il quarto spezzone circolare (S4) attorno alla matrice di termoformatura maschio (53) e formare il secondo elemento a forma di valva (32) con la seconda sede (34) per accogliere la parte superiore della cialda (A).
- 7) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase (o) di fissaggio e sigillatura del primo elemento a forma di valva (22) con il secondo elemento a forma di valva (32) per sigillare al loro interno la cialda (A) ed ottenere la confezione (F) comprende: una fase (o1) di esecuzione di punti di pre-saldatura (8) tra la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte; una fase (o2) di aspirazione dell’ossigeno residuo all’interno della confezione (F) ed di insufflazione di un gas inerte entro la confezione (F) inserendo relativi aghi (81) di aspirazione e aghi (82) di insufflazione tra il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) negli spazi presenti tra i punti di pre-saldatura (8); una fase (o3) di saldatura finale che comprende di eseguire una saldatura ad anello (85) tra la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte, per sigillare la confezione (F).
- 8) Metodo secondo la riv. 7 in cui la fase (o2) di aspirazione dell’ossigeno e di insufflazione di gas inerte viene eseguita inserendo la confezione (F) in un ambiente (G) ad atmosfera controllata.
- 9) Metodo secondo la riv. 7, in cui la fase (o3) di saldatura finale comprende di eseguire inoltre una saldatura supplementare (9) saldando completamente tra di loro la porzione periferica anulare (23) del primo elemento a forma di valva (22) e la porzione periferica anulare (33) del secondo elemento a forma di valva (32), tra loro sovrapposte.
- 10) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente di fornire una prima bobina (1) di un primo film (10) di materiale biodegradabile utilizzabile per la formazione di una cialda per il contenimento di un prodotto per la preparazione di bevande costituito da acido polilattico, e di fornire una seconda (2) bobina di un secondo film (20) di materiale biodegradabile utilizzabile per la formazione di un rivestimento della cialda costituito da Ecoralene.
- 11) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase (b) di taglio del primo foglio (11) di materiale biodegradabile per ottenere almeno il primo spezzone circolare (S1) ed almeno il secondo spezzone circolare (s2) utilizzabili per la realizzazione della cialda (A) viene eseguita in maniera da tagliare almeno un primo spezzone circolare (S1) avente un diametro (d1) compreso tra 80 mm e 90 mm, e preferibilmente di 84 mm, e da tagliare almeno un secondo spezzone circolare (S2) avente un diametro (d2) compreso tra 25 e 35 mm, e preferibilmente di 30 mm, ed in cui la fase (h) di taglio del secondo foglio (21) di materiale biodegradabile per ottenere almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4) utilizzabili per il rivestimento della cialda (A) e la realizzazione della confezione (F), viene eseguita in maniera da tagliare almeno un terzo spezzone circolare (S3) ed almeno un quarto spezzone circolare (S4) aventi un diametro (d34) compreso tra 50 mm e 60 mm, e preferibilmente di 54 mm.
- 12) Confezione (F) biodegradabile di un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, ottenibile mediante il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, comprendente: una cialda (A) in materiale biodegradabile, contenente un prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, un rivestimento (R) in materiale biodegradabile che avvolge e sigilla la cialda (A), in cui la cialda (A) comprende un corpo cavo (14), contenente il prodotto (P) per la preparazione di una bevanda, avente una parete di base (15) ed una parete laterale (16) le cui porzioni superiori (160) sono ripiegate mediante plissettatura al di sopra del prodotto (P) a formare una corona plissettata (17), ed un coperchio di chiusura (18) al di sopra della corona plissettata (17) e fissato alla corona plissettata (17); in cui il rivestimento (R) comprende un primo elemento a forma di valva (22) avente una porzione periferica anulare (23) ed una prima sede (24) che accoglie una parte inferiore della cialda (A) ed un secondo elemento a forma di valva (32) avente una porzione periferica anulare (33) ed una seconda sede (34) che accoglie una parte superiore della cialda (A), con il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) che sono tra loro accoppiati e sigillati in corrispondenza delle relative porzioni periferiche anulari (23, 33).
- 13) Confezione (F) biodegradabile secondo la riv.12, in cui la cialda (A) presenta una forma compattata priva di porosità d’aria a seguito di un trattamento mediante l’utilizzo di un sonotrodo.
- 14) Confezione (F) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12 e 13, in cui la cialda (A) è realizzata in un materiale biodegradabile costituito da acido polilattico ed in cui il primo elemento a forma di valva (22) ed il secondo elemento a forma di valva (32) che formano il rivestimento (R) sono realizzati in un materiale biodegradabile costituito da Ecoralene.
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