ITUD20070039A1

ITUD20070039A1 - Pellicola e procedimento per realizzare tale pellicola

Info

Publication number: ITUD20070039A1
Application number: IT000039A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Meneghetti; Salvatore Parisi
Original assignee: Cartotecnica Veneta S P A
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-08-21
Also published as: WO2008101946A2; WO2008101946A3; PL2117838T3; HRP20170436T1; EP2117838A2; EP2117838B1; ES2620418T3; PT2117838T

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"PELLICOLA E PROCEDIMENTO PER REALIZZARE TALE PELLICOLA"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un procedimento per realizzare una pellicola a base di un copolimero di olefine cicliche, adatta ad essere metallizzata e successivamente accoppiata per realizzare pellicole a struttura a due strati, o "duplex", con elevate proprietà di barriera all'ossigeno, al vapore acqueo, agli aromi ed alla luce, particolarmente, ma non solo, per l'uso come imballaggio nel settore alimentare e farmaceutico.

STATO DELLA TECNICA

È noto che i prodotti alimentari e farmaceutici devono essere protetti dall'ambiente esterno mediante un imballaggio, preferibilmente realizzato con pellicole a base di polimeri, che sono leggeri, resistenti ed economici.

Le pellicole utilizzate devono fungere da barriera tra il prodotto e l'ambiente esterno, riducendo al minimo la permeabilità dell'ossigeno, degli aromi, del vapor acqueo ed il passaggio della luce, che sono i principali fattori che influenzano la velocità di degrado delle caratteristiche organolettiche del prodotto imballato. In particolare, la permeabilità all'ossigeno deve essere inferiore a 5 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, metodo ASTM D 3985-81, la permeabilità al vapor acqueo inferiore ad 1 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa, metodo ASTM F 1249, e la densità ottica maggiore di 2.

Le pellicole utilizzate per il confezionamento di prodotti alimentari e farmaceutici devono avere anche buone proprietà di saldabilità per garantire una chiusura ermetica della confezione, cioè, in determinato un intervallo di temperatura, la loro tenuta dopo la saldatura deve essere superiore ad un desiderato valore.

La maggior parte delle pellicole da imballaggio, o imballi, note con proprietà di alta barriera sono formate da tre strati, cosiddetta struttura "triplex", di materiali differenti, che sono accoppiati a freddo per mezzo di adesivi, processo di laminazione, oppure a caldo, per mezzo di una colata di materiale plastico fuso, processo di estrusione di rivestimento o "extrusion coating". Tipicamente una struttura triplex è formata da:

uno strato con proprietà saldanti, tipo polietilene di spessore compreso tra 20 e 100 micron;

- uno strato con proprietà di barriera, tipo un foglio d'alluminio di spessore compreso tra 6 e 12 micron o di poliestere metallizzato di spessore compreso tra 8 e 19 micron; ed

- uno strato atto ad essere stampato, tipo polipropilene, di spessore compreso tra 15 e 25 micron, poliestere di spessore compreso tra 8 e 19 micron, poliammide di spessore compreso tra 10 e 20 micron o carta, di grammatura tra 30 e 80 g/m<2>.

Ad esempio, la pellicola con strato di polietilene, strato di alluminio e strato di poliestere ha permeabilità all'ossigeno compresa tra 0,01 e 0,1 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,01 e 0,1 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa e densità ottica maggiore di 4.

Invece, la soluzione con pellicola di polietilene, pellicola di poliestere metallizzato e pellicola di poliestere ha permeabilità all'ossigeno compresa tra 0,5 e 2 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,3 e 1 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa e densità ottica maggiore di 2,5.

Un'ulteriore soluzione triplex nota è formata da una pellicola di polietilene, una pellicola di polipropilene metallizzato e laccato con vernice barriera a base di etilvinilalcool EVOH e una pellicola di poliestere. Tale imballo triplex ha permeabilità all'ossigeno compresa tra 0,2 e 1,0 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,2 e 0,6 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa e densità ottica maggiore di 2,5.

É sentita, nel settore delle pellicole da imballaggio, l'esigenza di semplificare le strutture di tali pellicole. In tal senso, sono stati effettuati molti studi ed esperimenti per realizzare una struttura "duplex", cioè per accoppiare uno strato, di spessore compreso tra 20 e 100 micron, di un materiale che abbia sia proprietà saldanti, sia proprietà di barriera, con uno strato di materiale atto ad essere stampato .

Un esempio di pellicola a struttura duplex nota è formata da uno strato di polipropilene metallizzato e da uno strato di polipropilene stampato. Tale pellicola duplex ha permeabilità all'ossigeno compresa tra 30 e 100 cmVm<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,4 e 1 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa e densità ottica maggiore di 2,5. Questa soluzione, oltre a non offrire buone proprietà di barriera, non riesce a garantire buone proprietà di tenuta delle saldature al momento e dopo il confezionamento del prodotto alimentare. É noto, infatti, che le proprietà di saldabilità delle pellicole di polipropilene sono scarse o comunque nettamente inferiori rispetto alle pellicole di polietilene. Di fatto, i limiti nelle proprietà di saldabilità circoscrivono l'utilizzo della pellicola di polipropilene ad imballi alimentari non critici, dal punto di vista della tenuta della confezione, quali snacks, patatine fritte e biscotti.

Un altro esempio di pellicola a struttura duplex nota è formata da uno strato di polietilene metallizzato e da uno strato di poliestere stampato. In tale pellicola duplex, lo strato di polietilene metallizzato ha ottima saldabilità, tuttavia, complessivamente, lo stesso strato di polietilene metallizzato determina uno scadimento delle proprietà di barriera.

Infatti, in tal caso, la permeabilità all'ossigeno è compresa tra 200 e 800 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, la permeabilità al vapor acqueo è compresa tra 2 e 5 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa e la densità ottica è maggiore di 2,5.

Un'ulteriore soluzione nota prevede di realizzare una pellicola di polietilene accoppiata ad una pellicola di poliestere metallizzato su un lato e stampato sull'altro.

Tipicamente, il lato metallizzato viene accoppiato verso la pellicola di polietilene e la stampa rimane esterna. Tale soluzione, oltre ad avere scarsa resa estetica, può presentare dei rischi di contaminazione del prodotto alimentare a causa dell'affioramento degli additivi contenuti negli inchiostri di stampa. Solitamente si preferisce proteggere la stampa con una apposita vernice. Tuttavia tale ulteriore lavorazione influisce negativamente sulla semplicità produttiva e sui costi dell'imballo finale. Di fatto, il mercato predilige imballi con la stampa e la metallizzazione disposte internamente e racchiuse tra due pellicole .

Un'ulteriore soluzione nota prevede di realizzare una pellicola di polietilene accoppiata con una pellicola di poliestere laccata con vernici barriera a base di cloruro di polivinilidene PVDC. In questo caso, la permeabilità all'ossigeno è compresa tra 6,0 e 12,0 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, la permeabilità al vapor acqueo è compresa tra 2,0 e 5,0 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relàtiva. Tuttavia, date le elevate proprietà di trasparenza di tutti i materiali che compongono l'imballo, la barriera alla luce risulta essere molto scarsa.

Una ulteriore soluzione nota prevede di realizzare una pellicola di polietilene multistrato contenente polimeri con funzione barriera, tipicamente EVOH, accoppiata con una pellicola di poliestere. In questo caso, la permeabilità all'ossigeno è compresa tra 1,0 e 5,0 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C ed allo 0% di umidità relativa, la permeabilità al vapor acqueo è compresa tra 2,0 e 5,0 g/m<2>al giorno a 38 °C al 90% di umidità relativa. Tuttavia, date le elevate proprietà di trasparenza di tutti i materiali che compongono l'imballo, la barriera alla luce risulta essere molto scarsa.

Da quanto sopra è evidente la notevole difficoltà nel realizzare una pellicola che sia utilizzabile in una struttura duplex, abbinando al contempo elevate proprietà di barriera, al gas, agli aromi, al vapor d'acqua ed alla luce, elevata saldabilità, elevata adesione degli strati che la compongono, gradevolezza estetica, economicità, riciclabilità e semplicità produttiva.

Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una pellicola che abbia ottimale saldabilità e che, quando viene metallizzata e successivamente accoppiata ad una pellicola stampabile, di tipo noto, consente di realizzare una pellicola con struttura di tipo duplex con elevate proprietà di barriera all'ossigeno, al vapor acqueo, agli aromi ed alla luce .

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questo ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.

Le relative rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato, o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, e secondo un aspetto caratteristico del presente trovato una pellicola formata da una pluralità di strati sovrapposti l'uno sull'altro comprende almeno uno strato comprendente un copolimero di olefine cicliche COC.

Preferibilmente, tale copolimero di olefine cicliche è ottenuto dalla copolimerizzazione di etilene e norbornene .

Secondo una forma di realizzazione preferita del presente trovato, un primo dei suddetti strati comprende una prima miscela comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE ed il suddetto copolimero di olefine cicliche COC.

Un secondo dei suddetti strati comprende una seconda miscela comprendente polietilene a bassa densità LDPE ed il suddetto copolimero di olefine cicliche COC.

Un terzo dei suddetti strati comprende una terza miscela comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE, il suddetto copolimero di olefine cicliche COC, componenti con funzione di "antiblocking" ed uno o più additivi di processo.

La pellicola secondo il presente trovato ha ottimali proprietà di saldabilità ed è atta alla realizzazione di una pellicola da imballaggio con struttura duplex. Vantaggiosamente, tale pellicola, una volta metallizzata con uno strato di rivestimento metallico, permette di realizzare una pellicola con struttura duplex con elevate proprietà di barriera, sia all'ossigeno, sia al vapor acqueo.

Vantaggiosamente, come materiale per il rivestimento metallico si può utilizzare alluminio, ossido di alluminio, ossido di silice, preferibilmente alluminio.

Vantaggiosamente, grazie alla scelta delle suddette tre miscele, la pellicola secondo il presente trovato può essere efficacemente metallizzata con un rivestimento molto sottile di metallo, vantaggiosamente uno spessore compreso tra 100 e 400 angstrom, ottenuto da deposizione di vapori metallici sulla pellicola stessa.

In tal modo, grazie all'utilizzo di uno strato metallico, o foglia, molto sottile, si ottiene sia un risparmio di metallo di circa 300 — 400 volte rispetto alla tecnica nota, sia una pellicola metallizzata con elevata proprietà di barriera all'ossigeno ed al vapor acqueo.

Per ottenere un'efficace metallizzazione, la pellicola secondo il presente trovato, prima della metallizzazione, viene vantaggiosamente sottoposta ad un trattamento corona ed un successivo trattamento al plasma.

Vantaggiosamente, quindi, la pellicola secondo il presente trovato, può essere efficacemente accoppiata, ad esempio per laminazione a freddo, od accoppiamento a caldo mediante extrusion coating, ad una pellicola di materiale stampabile, realizzando una struttura di pellicola duplex.

Inoltre, la pellicola secondo il presente trovato permette di ottenere una struttura duplex sicura e non contaminante per il prodotto, alimentare e farmaceutico, da imballare e con una elevata resa estetica.

Un altro vantaggio del presente trovato è il ridotto costo delle materie prime, grazie all'utilizzo di composizioni ottimizzate del copolimero di olefine cicliche, di per sé costoso, nelle suddette miscele. Vantaggi ulteriori del presente trovato sono:

- elevata barriera alla luce;

- elevata tenuta della tensione superficiale nel tempo, nell'ordine di circa 48 Dynes/cm fino a 5 — 6 mesi dalla data di produzione, con il conseguente vantaggio di favorire un'ottima adesione ad altre pellicole plastiche e la possibilità di mantenere e gestire le scorte di pellicole in magazzino per la fase di accoppiamento;

- elevata scivolosità, con valori inferiori a 0,25, e macchinabilità;

- elevata rigidità;

- elevata lacerabilità, con rottura in direzione preferenziale, vantaggiosamente adatta in un imballaggio con pre-taglio che facilita l'apertura da parte di un consumatore;

- elevata resistenza chimica.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una rappresentazione schematica di una pellicola secondo il presente trovato metallizzata ed accoppiata ad un ulteriore pellicola;

- la fig. 2 è uno schema a blocchi del procedimento secondo il presente trovato;

- la fig. 3 è uno schema di un'apparecchiatura per la metallizzazione di una pellicola secondo il presente trovato;

- la fig. 4 è un grafico di un test di saldabilità del tipo "hot tack profile" per una pellicola secondo il presente trovato metallizzata ed avente uno spessore di 16 micron, in cui, in ordinata si riporta la resistenza a trazione della pellicola, espressa in Newton, ed in ascissa la temperatura, espressa in gradi centigradi;

- la fig. 5 è un grafico di un test di saldabilità del tipo "hot tack profile" per una pellicola secondo il presente trovato metallizzata ed avente spessore di 24 micron, in cui, in ordinata si riporta la resistenza a trazione della pellicola, espressa in Newton, ed in ascissa la temperatura, espressa in gradi centigradi;

- la fig. 6 è un grafico di un test di saldabilità del tipo "seal profile" per la pellicola di fig. 5, in cui, in ordinata si riporta la resistenza a trazione a freddo della pellicola, espressa in Newton, ed in ascissa la temperatura, espressa in gradi centigradi;

- la fig. 7 è un grafico di un test di saldabilità del tipo "seal profile" per una pellicola secondo il presente trovato metallizzata avente spessore di 30 micron, in cui, in ordinata si riporta la resistenza a trazione a freddo della pellicola, espressa in Newton, ed in ascissa la temperatura, espressa in gradi centigradi; e

- la fig. 8 è un grafico di un test di saldabilità del tipo "hot tack profile" per la pellicola di fig. 7, in cui, in ordinata si riporta la resistenza a trazione della pellicola, espressa in Newton, ed in ascissa la temperatura, espressa in gradi centigradi.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alla fig. 1, un procedimento secondo il presente trovato è atto a realizzare una pellicola 10 multistrato mediante una resina polimerica amorfa facente parte della famiglia dei copolimeri di olefine cicliche ed ottenuta a partire da etilene e norbornene.

La pellicola 10 multistrato secondo il presente trovato è, successivamente, atta ad essere utilizzata per realizzare una pellicola 20 a struttura duplex, cioè ad essere metallizzata con uno spessore di metallo di dimensioni trascurabili e rivestita, ossia accoppiata, con un materiale stampabile, quale ad esempio poliestere, polipropilene carta oppure cartone, od altri materiali atti allo scopo.

La pellicola 10 secondo il presente trovato è rappresentata, in fig. 1, con un rivestimento metallico 11 ed accoppiata, mediante uno strato di accoppiamento 12, alla pellicola di materiale stampabile 13, in cui le dimensioni degli strati e delle pellicole sono solo indicative per comodità, in quanto, ad esempio, il rivestimento metallico 11 non è, in realtà, dimensionalmente confrontabile con lo spessore degli altri strati.

Qui e nel prosieguo della descrizione, per struttura di tipo duplex s'intende una struttura pellicolare formata da uno strato di un materiale che ha sia proprietà saldanti, sia proprietà di barriera, in questo caso la pellicola 10 multistrato rivestita con il rivestimento metallico 11, e da uno strato di materiale atto ad essere stampato, il suddetto materiale stampabile 13.

In fig. 2 è rappresentata schematizzata una fase I, per ottenere la pellicola 10 multistrato, seguita da una fase II di metallizzazione con il rivestimento metallico 11 e da una fase III di accoppiamento alla pellicola di materiale stampabile 13.

Un primo passaggio del procedimento secondo il presente trovato prevede di produrre, mediante la nota tecnica dell'estrusione, in particolare la tecnica di co-estrusione e di filmatura in bolla oppure alternativamente di estrusione a testa piana, una pellicola 10 multistrato, particolarmente avente tre strati, in cui ciascuno strato è formato da una relativa miscela di polimeri, aventi proprie funzioni.

In particolare, il primo strato 110, formato da una prima miscela A, ha funzione d'adesione ad un rivestimento d'alluminio 11 che, come verrà successivamente descritto, viene depositato sulla pellicola stessa.

Il secondo strato 210, formato da una seconda miscela B, ha funzione portante, mentre il terzo strato 310, formato da una terza miscela C, ha elevate proprietà di saldabilità e di lavorabilità.

Qui e nel seguito, dove non diversamente specificato, le percentuali di composizione sono da intendersi espresse su base peso.

Secondo il presente trovato, la prima miscela A comprende un copolimero di olefine cicliche COC come componente A1, cioè una resina polimerica amorfa ottenuta a partire da etilene e norbornene, ad esempio noto con il nome commerciale di TOPAS, e, come componente A2, polietilene lineare a bassa densità LLDPE ad esempio noto con il nome commerciale di EXCEED 1327 CA.

Secondo il presente trovato, la composizione del componente Al nella prima miscela A è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 50% e 100%, e la composizione del componente A2 nella prima miscela A è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 0% e 50%.

Preferibilmente, la composizione del componente Al nella prima miscela A è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 75% e 85%, e la composizione del componente A2 nella prima miscela A è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 15% e 25%.

Una forma di realizzazione preferita del trovato prevede che la composizione del componente A1 nella prima miscela A è circa 80%, e la composizione del componente A2 nella prima miscela A è circa 20%.

La seconda miscela B comprende il suddetto copolimero di olefina ciclica COC come componente Bl e, come componente B2, polietilene a bassa densità LDPE ad esempio noto con il nome commerciale di LD150BW. Secondo il presente trovato, la composizione del componente B1 nella seconda miscela B è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 20% e 50%, e la composizione del componente B2 nella seconda miscela B è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 50% e 80%.

Preferibilmente, la composizione del componente B1 nella seconda miscela B è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 25% e 35%, e la composizione del componente B2 nella seconda miscela B è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 65% e 75%.

Una forma di realizzazione preferita del trovato prevede che la composizione del componente B1 nella seconda miscela B è circa 30%, e la composizione del componente B2 nella seconda miscela B è circa 70%. La terza miscela C comprende il suddetto copolimero di olefina ciclica COC come componente C1, e, come componente C2, il suddetto polietilene lineare a bassa densità LLDPE ad esempio noto con il nome commerciale di EXCEED 1327 CA. Secondo il presente trovato, la composizione del componente C1 nella terza miscela C è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 50% e 100%, e la composizione del componente C2 nella terza miscela C è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 0% e 50%. Oltre al componente C1 ed al componente C2, nella terza miscela C sono presenti particelle antiblocking, tipo silice ed additivi di processo, quali ad esempio AIDAMF702, AB5 od altri di tipo noto.

Preferibilmente, la composizione del componente C1 nella terza miscela C è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 75% e 85%, e la composizione del componente C2 nella terza miscela C è compresa in un intervallo di percentuale in peso tra 15% e 25%. Una forma di realizzazione preferita del trovato prevede che la composizione del componente C1 nella terza miscela C è circa 80%, e la composizione del componente C2 nella terza miscela C è circa 20%.

In accordo con una forma di realizzazione del presente trovato, la percentuale in peso della prima miscela A nella pellicola secondo il trovato è compresa tra 20 e 30%, la percentuale in peso della seconda miscela B nella pellicola secondo il trovato è compresa tra 45 e 55% e la percentuale in peso della terza miscela C bella pellicola secondo il trovato è compresa tra 45 e 55%.

Una forma di realizzazione preferita del presente trovato prevede che la percentuale in peso della prima miscela A nella pellicola secondo il trovato sia di 25%, con composizione del componente Al di 80% e composizione del componente A2 di 20%, la percentuale in peso della seconda miscela B nella pellicola secondo il trovato sia di 40%, con composizione del componente Bl di 30% e composizione del componente B2 di 70%, e la percentuale in peso della terza miscela C nella pellicola secondo il trovato sia di 25%, con composizione del componente C1 di 80% e composizione del componente C2 di 20%.

Una soluzione vantaggiosa del trovato prevede che lo spessore del primo strato 110 rispetto all'intero spessore della pellicola sia di circa il 25%, lo spessore del secondo strato 210 sia di circa il 50% e lo spessore del terzo strato 310 sia di circa il 25%. Ad esempio, nel caso della pellicola 10 di 24 micron di spessore, lo strato 110 è di circa 6 micron di spessore, lo strato 210 di circa 12 micron e lo strato 310 di circa 6 micron.

Nel caso della realizzazione della pellicola 10 mediante coestrusione, si utilizza un'apparecchiatura d'estrusione di tipo noto in sé, in cui i componenti di ciascuna miscela A, B e C sono alimentati come granuli, o "pellet", vantaggiosamente pre-riscaldati a 100 °C mediante uno scambiatore di calore di tipo noto.

Nella sezione d' alimentazione dell' apparecchiatura d'estrusione, la temperatura è tale che i granuli si riscaldano ed iniziano a fondere. Vantaggiosamente, la temperatura nelle varie zone dell'estrusore è ottimizzata in funzione delle miscele da estrudere.

In particolare, il settore dell'estrusore in cui c'è la prima miscela A è mantenuto a temperatura sostanzialmente costante, vantaggiosamente compresa tra circa 215 e 225 °C, preferibilmente circa 220 °C, il settore dell'estrusore in cui c'è la seconda miscela B è mantenuto a temperatura sostanzialmente costante, preferibilmente compresa tra circa 190 e 200 °C, preferibilmente circa 195 °C, mentre il settore dell'estrusore in cui c'è la terza miscela C è mantenuto a temperatura sostanzialmente costante, preferibilmente compresa tra circa 215 e 225 °C, preferibilmente circa 220 °C.

Preferibilmente, inoltre, la testa dell'estrusore è mantenuta ad una temperatura costante, compresa tra circa 190 e 200 °C, preferibilmente circa 195°C.

All'uscita dell'estrusore si ottiene la pellicola 10 formata dalle tre miscele A, B e C, come indicato dalle frecce CE di fig. 2.

Il tubolare di pellicola 10 così realizzato presenta, in successione, lo strato 110 formato dalla prima miscela A, lo strato 210 formato dalla seconda miscela B e lo strato 310 formato dalla terza miscela C; in particolare, quest'ultimo strato 310 è quello che, normalmente, viene disposto all'interno dell'imballaggio o contenitore, a contatto con il prodotto imballato.

Il tubolare viene appiattito, tagliato e sottoposto ad un trattamento corona, freccia CT di fig. 2, di tipo noto. Il trattamento corona, in particolare, è effettuato sul primo strato 110.

La pellicola 10 multistrato sottoposta a trattamento corona, indicata per comodità con il riferimento 10a, viene avvolta in due bobine distinte.

Tale pellicola 10a, prima di essere sottoposta alla successiva metallizzazione, ha basse proprietà di barriera. In particolare, la permeabilità dell'ossigeno attraverso di essa è compresa tra 3000 e 6000 cm<3>/m<2>al giorno a temperatura di 23 °C, in condizioni di umidità relativa di 0%, mentre la permeabilità del vapor acqueo attraverso di essa è compresa tra 5 e 14 g/m<2>al giorno a temperatura di 38 °C, in condizioni di umidità relativa del 90%.

La pellicola 10a a tre strati così ottenuta viene sottoposta ad una operazione di metallizzazione, fase Il di fig. 2, in cui su di essa, mediante un'apparecchiatura di metallizzazione 16 di tipo noto, viene depositato uno strato di alluminio molto sottile, allo scopo di aumentarne le proprietà di barriera (fig. 3).

In particolare, la bobina 18 di pellicola 10a viene caricata all' interno di una camera 22 dell'apparecchiatura di metallizzazione 16. La camera 22 viene chiusa ermeticamente, ed al suo interno viene prodotto un vuoto medio, nell'ordine di circa 10<-2>mbar. La pellicola 10a viene svolta e avvolta in una ulteriore bobina 24 e, durante lo svolgimento, viene sottoposta a metallizzazione.

In particolare, nella fase di metallizzazione, la pellicola 10a svolta viene portata, mediante rulli di trascinamento, in prossimità di un dispositivo di trattamento al plasma 26 a corrente continua che effettua tale trattamento sulla pellicola 10a, come indicato dalla freccia PT di fig. 2.

Il trattamento al plasma, cui viene sottoposta la pellicola 10a, è atto a rendere la superficie di tale pellicola 10a maggiormente recettiva verso la successiva deposizione del rivestimento metallico 11 di alluminio. In particolare, tale recettività è determinata da due effetti del trattamento al plasma.

Un primo effetto è la realizzazione di una pulizia superficiale della pellicola 10a, eliminando le sostanze inquinanti eventualmente presenti a basso peso molecolare, tipo gli additivi di processo affiorati in superficie e/o le molecole d'acqua adsorbite in superficie. Inoltre, con il trattamento al plasma si ottiene un secondo effetto d'attivazione della superficie della pellicola IOa, determinando un'omogenea distribuzione di gruppo chimici funzionali, responsabili di fenomeni quali ossidazione, polarizzazione, formazione di radicali e simili.

Sono di seguiti riportati i parametri ottimali per effettuare il trattamento al plasma secondo il presente trovato. L'apparecchio per il trattamento al plasma è di tipo catodo a magnetrone e lavora in corrente continua. L'amperaggio del trattamento al plasma è compreso tra circa 4 e 20 ampere, la differenza di potenziale è compresa tra circa 200 e 550 volt, i gas utilizzati sono scelti in un gruppo comprendente argon, ossigeno, azoto, anidride carbonica, ammoniaca ed elio, mentre il flusso di gas è compreso tra circa 300 e 1500 sccm (standard centimeter cube second). Secondo una forma di esecuzione del presente trovato, l'amperaggio ottimale del trattamento al plasma è compreso tra circa 10 e 14 ampere e la miscela di gas ottimale è composta da argon, circa 1000 sccm, e ossigeno, circa 500 sccm.

Risultati del tutto similari sono ottenibili mediante l'utilizzo di un apparecchio per il trattamento al plasma che lavori in corrente alternata.

In una apposita camera 28 sotto vuoto spinto, con pressione nell'ordine di circa 10<-4>mbar, si ha una fase di sublimazione dell'alluminio, per produrre vapori di alluminio, indicati con il riferimento AV nelle figg. 2 e 3, che evolvono verso l'alto. In particolare, la sublimazione dell'alluminio avviene per scambio termico tra un filo d'alluminio 32 avvolto ed uno o più crogioli ceramici 34 incandescenti, anche detti navicelle evaporatrici, alla temperatura di circa 1500 °C.

La pellicola sottoposta a trattamento al plasma, indicata per comodità con il riferimento 10b in fig.

2 viene trasportata, mediante un rullo di processo raffreddato 36, in una regione della camera a medio vuoto in cui giungono i vapori di alluminio, che si depositano su entrambi i lati della pellicola 10b, come indicato dalla frecce M in fig. 2. La pellicola 10 così metallizzata, indicata con il riferimento 10c nelle figg. 2 e 3, viene avvolta nella bobina 24.

Al termine della metallizzazione, viene immessa aria all'interno dell'apparecchiatura di metallizzazione 16, per ripristinare le condizioni di temperatura e pressione ambiente e, quindi, viene scaricata la bobina 24 con la pellicola 10c metallizzata.

Lo spessore del rivestimento d'alluminio 11 ottenuto è compreso tra circa 150 e 400 angstrom, con grammatura di circa 0,02 g/m<2>ed una purezza dell'alluminio compresa tra circa 99,50 e 99,95%. Tale spessore è del tutto trascurabile, dal punto di vista dimensionale, rispetto allo spessore della pellicola 10 multistrato e di altre pellicole accoppiate successivamente .

La pellicola 10c così metallizzata acquista elevate proprietà di barriera sia all'ossigeno, sia al vapor acqueo.

Infatti, la permeabilità dell'ossigeno di tale pellicola 10c è compresa tra circa 10 e 20 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,08 e 0,15 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa. L'aumento delle proprietà barriera sono evidenti dal confronto con i dati di barriera sopra riportati per la pellicola non ancora metallizata.

Nelle figg. 4, 5, 6, 7 e 8 si riportano i grafici di test di saldabilità per vari tipi di pellicole 10c metallizzate. In particolare, l'"hot tack profile" delle figg. 4, 5 e 8 è realizzato su una superficie di tenuta di 50 per 20 min, velocità di strappo di 10 mm/sec, pressione di 0,200 N/mm<2>, dwell time di 1 secondo e tempo di raffreddamento nullo. Invece, il "seal profile" di figg. 6 e 7 è realizzato su una superficie di tenuta di 50 per 20 mm, velocità di strappo di 10 mm/sec, pressione di 0,200 N/mm<2>, dwell time di 1 secondo e tempo di raffreddamento di 10 secondi. Come si vede chiaramente dalle figg. 4, 5, 6, 7 e 8, la pellicola 10c metallizzata ha una saldabilità ottimale.

La pellicola 10c metallizata così realizzata può, secondo le esigenze dell'imballaggio da produrre, essere accoppiata ad una pellicola 13 di materiale stampabile, mediante un apposito strato d'accoppiamento 12.

In particolare, secondo una prima soluzione del trovato, la pellicola 10c metallizzata è sottoposta ad un'operazione di laminazione, in cui, mediante un apposito adesivo 12, che funge da strato d'accoppiamento, viene accoppiata ad un'altra pellicola stampabile 13, di tipo noto, come indicato dalle frecce L di fig. 2.

In quest'operazione, due bobine, una con la pellicola 10c metallizzata ed una con la pellicola stampabile 13, sono caricate su un'apparecchiatura di laminazione. Le pellicole delle due bobine sono svolte ed avvolte l'una sull'altra, con l'interposizione, mediante spalmatura su una delle due pellicole, dell'adesivo 12.

Tipici adesivi utilizzabili sono adesivi poliuretanici bicomponenti e monocomponenti, sia a solvente, sia senza solvente, oppure adesivi acrilici a base acqua oppure adesivi vinilici a base acqua.

L'adesivo spalmato è fatto asciugare, per l'evaporazione dell'eventuale solvente e, per pressione, le due pellicole sono accoppiate l'una all'altra, realizzando una pellicola 20, formata dalla pellicola 10c metallizzata e dalla pellicola stampabile 13. Infine, la pellicola 20 viene scaricata dall'apparecchiatura di laminazione.

I materiali utilizzati come pellicola 13 da accoppiare sono, ad esempio, un poliestere come polietilentereftalato, PET, con spessore compreso tra circa 8 e 36 micron, oppure polipropilene assialmente biorientato BOPP, con spessore compreso tra circa 15 e 50 micron, oppure carta con grammatura compresa tra circa 30 e 120 g/m<2>.

La pellicola 20 così realizzata ha una struttura di tipo duplex con, in successione, il materiale d'accoppiamento stampabile 13, destinato al contatto con l'ambiente esterno, l'adesivo 12, il rivestimento d'alluminio 11 e la pellicola 10 multistrato formata dalle miscele A, B, e C.

A seconda delle esigenze di applicazione finale della pellicola 20, varia il materiale accoppiato, che a sua volta determina le proprietà barriera della pellicola finale.

Nel caso del PET, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 1 e 3,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,06 e 0,15 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

Nel caso del BOPP, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 2,0 e 4,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,05 e 0,10 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

Nel caso della carta, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 3,0 e 6,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,15 e 0,30 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

In accordo con una seconda soluzione del trovato, invece che all'operazione di laminazione a freddo, la pellicola 10c metallizzata è sottoposta ad un'operazione di accoppiamento in extrusion coating, frecce L di fig. 2. In tal modo, la pellicola 10c metallizzata viene accoppiata alla pellicola 13 di materiale stampabile mediante uno strato d'accoppiamento costituito da una colata a caldo di un materiale polimerico 12 od una combinazione di più materiali polimerici 12 provenienti da estrusori diversi, i quali convergono in un'unica colata nella testa di estrusione. I materiali polimerici 12 utilizzati in colata sono tipicamente polietilene lineare a bassa densità LDPE, polietilene modificato, polipropilene PP, etilivinilalcool EVOH, etilvinilacetato ÈVA, OPA, copolimero di olefine cicliche COC. In questa seconda operazione, due bobine, una con la pellicola 10 metallizzata ed una con la pellicola stampabile 13, sono caricate su un'apparecchiatura di extrusion coating. Le pellicole delle due bobine sono svolte ed avvolte l'una sull'altra, e, su uno dei lati della pellicola 10 metallizzata, viene effettuata una colata del materiale o dei materiali 12 fusi di cui sopra.

E' chiaro che, anche se in fig. 1 lo strato 12 è rappresentato come uno strato unico, secondo necessità è possibile realizzare lo strato 12 di tipo multistrato, mediante una coestrusione, cioè mediante una colata polimerica formata da più strati.

Infine, per pressione, le due pellicole sono accoppiate l'una all'altra.

Si ottiene una pellicola 20 a struttura duplex, formata da uno strato di pellicola stampabile 13, destinato al contatto con l'ambiente esterno, uno strato d'accoppiamento 12 di materiale polimerico di colata, un rivestimento metallico 11 ed uno strato di pellicola 10 formata dalle tre miscele A, B, e C.

Infine, la pellicola 20 viene avvolta su un'unica bobine e scaricata dall'apparecchiatura di extrusion coating.

I materiali da accoppiare utilizzati come pellicola stampabile 13 sono, ad esempio, un poliestere come polietilentereftalato, PET, con spessore compreso tra circa 8 e 36 micron, oppure polipropilene assialmente biorientato BOPP, con spessore compreso tra circa 15 e 50 micron, oppure carta con grammatura compresa tra circa 30 e 120 g/m<2>, oppure cartone con grammatura compresa tra circa 150 e 500 g/m<2>.

A seconda delle esigenze di applicazione finale della pellicola 20, varia il materiale accoppiato 13, che a sua volta determina le proprietà barriera della pellicola finale.

Nel caso del PET, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 2,0 e 5,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,06 e 0,10 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

Nel caso del BOPP, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 3,0 e 6,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,05 e 0,10 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

Nel caso della carta, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 3,0 e 8,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,15 e 0,30 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

Infine, nel caso del cartone, la permeabilità dell'ossigeno è compresa tra circa 0,5 e 2,0 cm<3>/m<2>al giorno, a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa, mentre la permeabilità del vapor acqueo è compresa tra circa 0,05 e 0,10 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.

È chiaro che alla pellicola ed al procedimento per realizzare tale pellicola fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti e/o di fasi, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di pellicola e di procedimento per realizzare tale pellicola, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pellicola comprendente almeno una pluralità di strati (110, 210, 310) sovrapposti uno sull'altro, caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti strati (110, 210, 310) comprende un copolimero di olefine cicliche COC.
2. Pellicola come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto copolimero è ottenuto da copolimerizzazione di etilene e norbornene.
3. Pellicola come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che un primo (110) di detti strati (110, 210, 310) è formato da una prima miscela (A) comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE e detto copolimero di olefine cicliche COC.
4. Pellicola come nella rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta prima miscela (A) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra 50 e 100 % in peso.
5. Pellicola come nella rivendicazione 3 o 4, caratterizzata dal fatto che detta prima miscela (A) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra circa 75 ed 85% in peso.
6. Pellicola come nella rivendicazione 3, 4 o 5, caratterizzata dal fatto che comprende detta prima miscela (A) in composizione compresa tra 20 e 30 % in peso
7. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che un secondo (210) di detti strati (110, 210, 310) è formato da una seconda miscela (B) comprendente polietilene a bassa densità LDPE e detto copolimero di olefine cicliche COC.
8. Pellicola come nella rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detta seconda miscela (B) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra 20 e 50 % in peso.
9. Pellicola come nella rivendicazione 7 o 8, caratterizzata dal fatto che detta seconda miscela (B) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra circa 25 e 35% in peso.
10. Pellicola come nella rivendicazione 7, 8 o 9, caratterizzata dal fatto che comprende detta seconda miscela (B) in composizione compresa tra 45 e 55 % in peso.
11. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che un terzo (310) di detti strati (110, 210, 310) è formato da una terza miscela (B) comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE, detto copolimero di olefine cicliche COC, componenti con funzione di "antiblocking" ed uno o più additivi di processo.
12. Pellicola come nella rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detta terza miscela (C) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra 50 e 100 % in peso.
13. Pellicola come nella rivendicazione 11 o 12, caratterizzata dal fatto che detta terza miscela (C) comprende detto copolimero di olefine cicliche COC in composizione compresa tra circa 75 ed 85% in peso.
14. Pellicola come nella rivendicazione 11, 12 o 13, caratterizzata dal fatto che comprende detta terza miscela (C) in composizione compresa tra 20 e 30 % in peso.
15. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ha uno spessore compreso tra circa 10 e 100 micron.
16. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità all'ossigeno compresa tra 500 e 3000 cmVm<2>al giorno a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa.
17. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità al vapor acqueo compresa tra 2 e 12 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.
18. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende, inoltre, almeno uno strato metallico di rivestimento (11).
19. Pellicola come nella rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che detto strato metallico di rivestimento (11) ha uno spessore compreso tra circa 100 e 400 angstrom.
20. Pellicola come nella rivendicazione 18 o 19, caratterizzata dal fatto che detto strato metallico di rivestimento (11) è formato da alluminio.
21. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 18 alla 20, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità all'ossigeno compresa tra 10 e 20 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa.
22. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 18 alla 21, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,05 e 0,1 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.
23. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 18 alla 22, caratterizzata dal fatto che comprende, inoltre, almeno uno strato (13) di materiale atto ad essere stampato.
24. Pellicola come nella rivendicazione 23, caratterizzata dal fatto che detto materiale è del tipo scelto in un gruppo comprendente poliestere, polipropilene, carta, cartone.
25. Pellicola come nella rivendicazione 23 o 24, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità all'ossigeno compresa tra 0,5 e 8 cm<3>/m<2>al giorno a 23 °C e con lo 0% di umidità relativa.
26. Pellicola come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 23 alla 25, caratterizzata dal fatto che ha una permeabilità al vapor acqueo compresa tra 0,05 e 0,3 g/m<2>al giorno a 38 °C e con il 90% di umidità relativa.
27. Procedimento per realizzare una pellicola, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una prima fase (I) in cui si effettua una estrusione di una o più miscele (A, B, C) comprendenti un copolimero di olefine cicliche COC.
28. Procedimento come nella rivendicazione 27, caratterizzata dal fatto che dette miscele (A, B, C) comprendono: - una prima miscela (A) comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE e detto copolimero di olefine cicliche COC; - una seconda miscela (B) comprendente polietilene a bassa densità LDPE e detto copolimero di olefine cicliche COC; e - una terza miscela (C) comprendente polietilene lineare a bassa densità LLDPE, detto copolimero di olefine cicliche COC, componenti con funzione di "antiblocking" ed uno o più additivi di processo.
29. Procedimento come nella rivendicazione 27 o 28, caratterizzato dal fatto che detta prima fase (I) comprende anche l'effettuazione di un trattamento corona su detta pellicola.
30. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 27 alla 29, caratterizzato dal fatto che comprende una seconda fase (II) di metallizzazione di detta pellicola.
31. Procedimento come nella rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che detta seconda fase (II) comprende l'esecuzione di un trattamento al plasma su detta pellicola ed una successiva deposizione di vapori metallici (AV) su detta pellicola.
32. Procedimento come nella rivendicazione 31, caratterizzato dal fatto che detto trattamento al plasma è effettuato con un amperaggio compreso tra circa 4 e 20 ampere, con una differenza di potenziale compresa tra circa 200 e 500 volt, con un gas scelto in un gruppo comprendente argon, ossigeno, azoto, anidride carbonica, ammoniaca ed elio, e con un flusso di gas compreso tra circa 300 e 1500 sccm.
33. Procedimento come nella rivendicazione 30, 31 o 32 caratterizzato dal fatto che comprende, inoltre, una terza fase (III) in cui, successivamente alla metallizzazione di detta seconda fase (II), viene effettuato un accoppiamento della pellicola metallizzata con una ulteriore pellicola (13) atta ad essere stampata.
34. Procedimento come nella rivendicazione 33, caratterizzato dal fatto che detto accoppiamento viene effettuato mediante un'operazione di laminazione con adesivo.
35. Procedimento come nella rivendicazione 33, caratterizzato dal fatto che detto accoppiamento viene effettuato mediante un'operazione di estrusione di rivestimento o "extrusion coating".
36. Pellicola e procedimento per realizzare tale pellicola, sostanzialmente come descritti, con riferimento agli annessi disegni.