Linee guida TAGA - Capitolo 9

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Capitolo 9L’incollatura

9.1 - IL PROCEDIMENTO 9.2 - TIPOLOGIA DI MACCHINE 9.3 - I VARI TIPI DI ASTUCCI INCOLLABILI 9.4 - LE ATTREZZATURE 9.5 - PERIFERICHE DELLE INCOLLATRICI 9.6 - LE FASI DI LAVORAZIONE 9.7 - CONCETTI GENERALI DI IMPOSTAZIONE 9.8 - ADESIVI E SISTEMI DI APPLICAZIONE 9.9 - SISTEMI DI CONTROLLO QUALITÀ E CODIFICA 9.10 - SCARTI DI PRODUZIONE

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Linee Guida alle lavorazioni cartotecniche

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9.1 - L’INCOLLATURA


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Nozioni introduttiveLa piega-incollatura dell’astuccio o del fustellato rappresenta una fase opzionale dellalavorazione cartotecnica; si rende, infatti, necessaria solo quando il fustellato in questione sia damontare, a mano o in automatico. Le piegaincollatrici rappresentano, infatti, l’ultimo anello dellacatena di produzione cartotecnica e permettono di produrre in linea, ad alte velocità, tutte letipologie di imballaggio.Tutte le piegaincollatrici trasportano il fustellato tramite cinghie di gomma, che accompagnano ilcartone nel corso della lavorazione contribuendo a effettuare una piegatura “dolce”.

Il preincollato più diffuso e più semplice dal punto di vista strutturale è il cosiddetto astuccio “amanica” o “tubolare”, detto anche “o-card”. È incollato nel senso della lunghezza e permette,dunque, di raggiungere velocità di produzione elevate.Più in generale, questo tipo di astuccio o fustellato si definisce “lineare”. La reale velocità diproduzione varia in funzione delle dimensioni del prodotto cartotecnico che si vuole ottenere edel tipo di cartoncino adottato, oltre che dalla modalità di imballaggio finale dell’astucciopreincollato.


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I passaggi di baseAdottando dispositivi aggiuntivi o incollatrici speciali definite “ad angolo retto”, si possonoprodurre strutture più complesse di quelle lineari, come gli astucci a fondo automontante, lescatole a 4 o 6 angoli e vari tipi di astucci di forma irregolare.Agli effetti della macchinabilità dell’astuccio, sugli impianti automatici di confezionamento rivesteuna grande importanza l’operazione di “prerottura” delle cordonature opposte a quelle dellapiegatura finale, che serve a ridurne la resistenza durante la messa in volume dell’astuccio.Le stazioni che compongono le piegaincollatrici sono le seguenti:

Uscita Trasferimento Piegatura Prerottura Mettifoglio


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Lavorazioni accessorieL’astuccio deve essere trasportato e immagazzinato in modo che non subisca schiacciamenti odeformazioni; per lo stesso motivo vanno scelti imballi adeguati, evitato di fare economie fuoriluogo che finirebbero per compromettere anche la qualità del lavoro svolto in precedenza.

Prima dell’operazione di incollatura, l’astuccio può subire altre lavorazioni ausiliarie. Le piùfrequenti sono la finestratura a registro con film trasparenti di acetato o PVC, l’applicazione diuna fodera interna termosaldata (bag-in-box), l’applicazione di maniglie o di speciali nastrini astrappo o, ancora, l’applicazione di seghetti di banda stagnata tipiche, per esempio, degliastucci-dispenser delle bobinette di film estensibile per uso domestico.


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Le macchine piegaincollatrici (o “piegaincolla”) più comuni sono prodotte da Bobst,Heidelberg, Vega, Megaservice, Grassi, Panmer e Img Brouse.

Si differenziano anzitutto per il numero dei trasportatori (2 o 3) installati nella stazione di pre-rottura, e poi per la modalità con cui gestiscono l’operazione di spostamento delle spallelaterali, che può essere manuale o “Matic” (automatica).

In generale, salvo esigenze particolari espresse in alcuni settori, gli esperti consigliano dilavorare manualmente i fustellati che non superato il formato 100 (un consiglio che non valenelle aziende del mondo farmaceutico, che hanno fortemente standardizzato gli avviamenti e laripetibilità delle operazioni di cambio lavoro).Viceversa, poiché sui formati superiori ridurre i tempi di cambio è più complesso, si consiglia ingenere la versione Matic.


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9.2 - TIPOLOGIA DI MACCHINE

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La configurazione di baseIl livello di automazione, dunque, è essenzialmente correlato al numero di cambi che si svolgonosu una data macchina.Normalmente la piegaincolla viene venduta già attrezzata di tutti gli accessori e, nell’operareconcreto, è difficile che un cliente scelga di acquistare la versione base, per decidere diattrezzarla in un secondo tempo.La velocità massima di questo tipo di attrezzatura dipende dal tipo di prodotto da realizzare. Lenuove generazioni di piegaincolla raggiungono anche i 700 metri/lineari al minuto; in altri termini,se si producono in linea astucci di lunghezza inferiore ai 100 mm si possono raggiungere170-180.000 pz/ora.

Di norma questo tipo di macchina richiede due addetti. Alcune cartotecniche impiegano lostesso macchinista per due o anche tre macchine, ma dopo l’avviamento i due operatorilavorano autonomamente, anche perché l’operatore che ha eseguito lo start up si occupa diincrementare la velocità delle macchine in produzione.Alcune piegaincollarici sono dotate di un modulo di rotazione del pezzo, che permette dieffettuare in un solo passaggio incollature altrimenti soggette ad un duplice passaggio.


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9.2 - TIPOLOGIA DI MACCHINE

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A seconda del prodotto da imballare e del risalto che si desidera dare alla confezione, possonoessere utilizzati diversi tipi di confezione:

Astuccio Scatola fondo automatico

Scatola doppia parete

Scatola fondoautomatico tipoespositore dabanco


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9.3 - I VARI TIPI DI ASTUCCI INCOLLABILI

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Scatola 4 angoli

Scatola 4 angoli

Scatola 6 angoli

Scatola con compartimenti interni


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Esempiodi costruzionein piegaincolladi un astuccioa fondoautomatico

Direzione di partenzadel fustellato


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Esempiodi costruzionein piegaincolladi un astuccioa quattroangoli



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Esempiodi costruzionein piegaincolladi un astuccioa seiangoli



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Il mettifoglio - Questo attrezzo viene impiegato per alimentare la macchina con i materiali datrattare. Si tratta di una sorta di pozzetto dove alloggia una pila di cartoni alta circa 30 cm. Icartoni in questione, per effetto dell’attrito che si genera sulle cinghie di alimentazione, vengonoinseriti nella stazione successiva sfilandoli da sotto uno ad uno grazie a una coppia di calibri dispessore.

La velocità del mettifoglio è inferiore a quella della piegaincollatrice; di conseguenza i fustellati,una volta introdotti in macchina, vengono automaticamente separati e distanziati uno dall’altro.


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9.4 - LE ATTREZZATURE

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Stazione di prerottura - Viene impiegata per sfibrare le cordonature allo scopo di preparare lascatola alla confezione finale e agevolare, così, le operazioni della macchina riempitrice. Per gliastucci in linea e le scatole a fondo automatico, vengono pre-rotte l’aletta di incollatura e la terzapiega. Per le scatole a compartimenti la prerottura serve anche a effettuare le pieghe positive enegative addizionali che servono a separare l’interno della scatola (vengono usate, peresempio, nel farmaceutico per realizzare contenitori di fiale o di prodotti da miscelare).Nella lavorazione di scatole a 4 e 6 angoli la prerottura viene gestita come prima stazione diribaltamento dei lembi posteriori (è utile ricordare che si tratta di una stazione lunga circa 3 m).Stazione di piegatura - Permette di piegare definitivamente la scatola affinché passi sotto iltappeto di uscita. Come le stazioni della piegaincollatrice è costituita da due coppie dilongheroni inferiori e superiori, con cuscinetti a sfera su cui appoggiano le cinghie ditrascinamento. Di norma, la prima piegatura avviene a sinistra e la chiusura definitiva avvienesuccessivamente a destra; fanno eccezione le scatole a doppia parete e a 4 o 6 angoli, chevengono piegate in contemporanea a sinistra e a destra. Questa stazione è lunga circa 4 m.Stazione di trasferimento - Prepara gli astucci incollati per il trasferimento alla stazione dipressatura e quindi all’uscita. Se la macchina installa un lettore di codici, o un dispositivo per ilcontrollo dell’incollaggio, gli astucci difettosi possono essere scartati automaticamente in questastazione.Gli astucci vengono contati e composti in lotti, separati fra di loro da singoli astucci in posizionesfalsata. In questo modo si agevola un prelievo manuale rapido ed efficiente a fine linea.


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Il tappeto di uscita - Si tratta, in realtà, di 2 tappeti - superiore e inferiore - dove le scatoletransitano a velocità ridotta. La bassa velocità fa sì che le scatole si sovrappongano le une sullealtre a squama di pesce per poter essere facilmente prelevate all’uscita dei nastri. In questafase si effettua anche la pressione della squama per far asciugare l’adesivo usato perl’incollaggio.A seconda del tipo di macchina la lunghezza del tappeto di uscita è compresa tra 5 e 7 m. Lalunghezza complessiva di una piegaincollatrice varia fra i 12 e 20 m.

Astuccio

Scatola a fondo automatico

Scatola a 4 angoli

Scatola a 6 angoli


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Il mettifoglio preliminare - Alcuni fornitori di piegancollatrici offrono attrezzature periferiche attea ottimizzare il rendimento della macchina soprattutto alle alte velocità.A questo scopo, fra l’altro, sono stati messi a punto dei dispositivi per l’introduzione ad alta piladei fustellati. Normalmente, infatti, la pila di carico è alta circa 30 cm, ma con questi dispositivi siarriva a caricare una pila di 80/90 cm, permettendo così all’operatore di dedicare più tempo adaltre operazioni, piuttosto che all’aumento della velocità di produzione.


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9.5 - PERIFERICHE DELLE INCOLLATRICI

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Il raccoglitore di uscita - Un apposito dispositivo per la raccolta delle scatole permette diinscatolare in modo automatico o semiautomatico i contenitori formati, prelevandoli dal tappetodi uscita. Entrambe le versioni sono d’ausilio all’aumento della produttività.La raccolta manuale su tappeto di uscita permette di lavorare con cadenze non superiori ai50.000 pezzi/ora mentre con un sistema di raccolta automatico la velocità può raggiungere i200.000 pezzi/ora.

Raccoglitore automatico Raccoglitore semiautomatico


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Le fascettatrici - Queste attrezzature permettono di effettuare la suddivisione in pacchi dellescatole che escono dalla piegaincollatrice.I pacchi vengono fascettati con una reggia di polietilene, avvolta attorno al singolo fardello equindi incollata tramite termolsadatura.

I pacchi così composti vengono prelevati dagli operatori e inseriti in contenitori di grandidimensioni per essere spediti ai centri di confezionamento.


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Sequenza delle operazioni

Utilizzo dei pezzi singoli fustellati e separati

Disattrezzaggio del lavoro precedente e preparazione della macchina

Valutazione del sistema migliore per affrontare la nuova lavorazione

Sistemazione formato del fustellato e controllo passaggio del fustellato

Posizionamento dei gruppi di colla a freddo ed eventuali hot melt

Controllo pieghe e parallelismo pezzi singoli, controllo di tenuta delle parti incollate

Visto di incollatura

Tiratura

L’avviamento

Inscatolatura definitiva pezzi singoli (o momentanea se devono subire altre lavorazioni)


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9.6 - LE FASI DI LAVORAZIONE

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L’incollaturaLo schema precedente visualizza i vari step della fase di incollatura.

La prima analisi viene eseguita dal capomacchina, per verificare se i gruppi colla necessari arealizzare un determinato packaging sono sufficienti. Quindi, dopo aver ultimato il lavoroprecedente, si “disattrezza” il relativo avviamento e si imposta il nuovo.

A questo scopo è necessario stabilire il tipo di incollatura da adottare: in questa particolarelavorazione, l’esperienza e l’inventiva del macchinista o del capo reparto sono determinanti.

A questo punto si attrezza il formato, si sistemano i gruppi colla - vinilica e/o hot melt - e siesegue il primo passaggio della lavorazione.

Un’attenzione particolare va dedicata a valutare se il parallelismo del pezzo è perfetto, se non visia alcun problema di fish tailing (coda di pesce) e se non si siano generati graffi evidenti ostrisciature.

All’avvio del lavoro si effettuano tutte le lavorazioni su un numero limitato di pezzi e si verifica lacorrettezza di tutte le impostazioni, comprese quelle relative all’inscatolamento finale.


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9.6 - LE FASI DI LAVORAZIONE

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La direzione di marciaPer indicare la direzione di marcia del fustellato, di norma si fa riferimento al mettifoglio (feeder).In particolare, si indica con la sigla OS il lato operatore e con OOS il lato opposto.

Lato operatore

Lato opposto operatore


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9.7 - CONCETTI GENERALI DI IMPOSTAZIONE

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Il mettifoglio (feeder)Entra in gioco nella fase di immissione deifustellati. Questi vengono impilati e poiseparati in modo che vengano avviati allalavorazione a uno a uno, con un intervallo ditempo prestabilito.

Il raddrizzatoreÈ costituito da due elementi: una sezioneinterna per i fustellati in pila e una sezione chene regola il preciso allineamento.


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Prerottura (prebreakers)Effettua la prerottura a 180°della prima eterza piega, e la relativa riapertura.

Moduli 4 angoliNegli astucci a 4 e 6 angoli, effettuano la piegaanteriore e posteriore in fase del corpocentrale, nonché la piega anteriore eposteriore in fase delle alette di incollatura.Piega combinata (combifolder)

Un sistema di rotazione delle pieghe permettedi piegare i flap semplici e complessi.


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La rotazione del pezzoEffettua la rotazione del fustellato di 90°o180°con l’ausilio di una serie di rulli a velocitàvariabile.

Piegatori (folders)Questi utensili piegano di 180°la seconda e laquarta piega.


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Pressaggio, acceleratore e trasferimentoDopo la pressatura della seconda e quartapiega, gli astucci vengono depositati su untappeto a velocità variabile, accatastati a liscadi pesce e fatti avanzare.

Il tappeto di uscitaRiceve gli astucci pressati, dopo la sostanecessaria a far essiccare l’adesivo.


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Le caratteristiche del cartone tesoPeso - Il peso del cartone si esprime ingrammi per metro quadrato. Il termine carta èutilizzato per materiali con peso inferiore ai250 g/m2; quelli di peso superiore sonochiamati cartone.

Direzione della fibra - Per stampare efustellare è necessario conoscere la direzionedella fibra del cartone. In fase di impostazione,infatti, si orienta il foglio in direzione macchina:in questo modo la fustellatrice lavoraincrociando il senso delle fibre del fustellatoche saranno, dunque, perpendicolari alladirezione di lavoro della macchina. Questoprincipio è valido per qualsiasi macchinacartotecnica, con particolare riguardo, fra lealtre, alla fase di piegatura. La sola eccezioneriguarda la produzione di buste.

Direzionedi lavoro


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Umidità del cartoneL’umidità del cartone si esprime in percentuale, come rapporto fra il peso dell’acqua contenuta eil peso totale del materiale. Le fibre del cartone sono lunghe circa 3 o 4 mm e hanno un diametrodi 0,04-0,05 mm; quando sono sature di acqua il diametro aumenta di circa il 30%, mentre lalunghezza resta praticamente inalterata. In conseguenza di ciò, se una pila di fogli con un tassodi umidità standard è depositata in un luogo particolarmente umido, i fogli si allungheranno insenso trasversale alle fibre. Per evitare problemi causati da questo fenomeno, i fogli devonodunque essere immagazzinati in locali condizionati a una temperatura approssimativa di 23 °C.


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Caratteristiche del cartone ondulato

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Adesivi e sistemi di applicazioneNella confezione dei fustellati si possono impiegare due tipi di adesivo, erogato in due modidiversi.L’adesivo vinilico è una dispersione acquosa contenente delle resine speciali che incollanoquando l’acqua evapora. È il tipo di colla più utilizzato in cartotecnica perché facile da utilizzare,da pulire ed economico. Per contro, richiede del tempo per l’asciugatura; in media sonosufficienti circa trenta secondi di pressatura sotto il tappeto di raccolta affinché l’adesivo penetrinelle fibre del cartone e l’acqua evapori.L’adesivo hot-melt è una colla termoplastica che fonde a temperatura elevata - fra i 120 e i200 °C a seconda del tipo - e viene lavorata allo stato fuso. L’incollaggio avviene tramite ilraffreddamento e la solidificazione dell’hot-melt al di sotto della temperatura di rammollimento.Grazie a questo rapido processo si ottengono incollaggi entro pochi secondi. Gli incollaggi hot-melt sono resistenti all’acqua e, a seconda del tipo, anche al gelo e alle alte temperature.Spalmando l’hot-melt su un lato solo è possibile una riattivazione ed un incollaggio tramitetermosaldatura in un secondo tempo. Per contro l’elevato costo di questo prodotto nongiustifica l’impiego in cartotecnica a meno che non sia necessaria una tenuta istantanea.


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9.8 - ADESIVI E SISTEMI DI APPLICAZIONE

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Metodi di applicazione della collaA disco - Ideale per la spalmatura di adesivo vinilico sulle alette di astucci e di scatole a fondoautomatico. La colla viene prelevata da un disco che, passando attraverso una racla dosatrice,applica una traccia uniforme di adesivo sulla superficie da incollare.

A spruzzo - La quasi totalità degli adesivi hot-melt viene applicata a spruzzo: un fusore sciogliel’adesivo ad alta temperatura, una pompa lo aspira e lo convoglia in speciali tubi riscaldati, lepistole di applicazione, anch’esse riscaldate, spruzzano l’hot-melt sul supporto da incollare.

Per l’adesivo vinilico, il principio di applicazione aspruzzo è identico; l’unica differenza deriva dal fattoche questo tipo di colla si trova già allo stato liquidoe non ha, dunque, bisogno di essere riscaldata: lapompa pesca direttamente nel secchiello contenentela colla.Si adotta questa tecnica per applicare le tracce dicolla superiori sulle scatole a fondo automatico, adoppia parete, a quattro e sei angoli e acompartimenti.


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9.8 - ADESIVI E SISTEMI DI APPLICAZIONE

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I macchinari di ultima generazioneraggiungono velocità elevatissime. Lepiegaincollatrici, in particolare, permettono diconfezionare fino a 200.000 scatole/ora. Aqueste velocità è praticamente impossibilequalsiasi tipo di controllo, visivo o a campione,da parte dell’operatore.Dunque, dato che la piegaincolla è l’ultimamacchina prima della confezione finale degliastucci in unità di vendita e successivapalettizzazione, sono state progettate ecostruite delle attrezzature che permettono diverificare la corretta realizzazione di ognisingola scatola e di confrontarla con ilcampione di riferimento. Di conseguenza, ogniscatola non conforme sarà automaticamenteespulsa prima della fase di confezione.Alla slide successiva elenchiamo i controlli chequesti dispositivi permettono di effettuare.


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9.9 - SISTEMI DI CONTROLLO QUALITÀ E CODIFICA

espulsore

lettore ditracce

superiori

lettore dicodici

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Controllo presenza colla per le tracce superiori e inferiori delle scatole - È necessario per evitareche scatole prive di colla, oppure incollate troppo o troppo poco, entrino nella linea di confezionamento ela blocchino. Si consideri, infatti, che un arresto della confezionatrice a valle della linea porta in breve aun arresto della produzione tout court, perché i polmoni di accumulo hanno un’autonomia di pochi minuti.Per evitare il danno conseguente, il fornitore di astucci utilizza un rilevatore di colla.Controllo del codice - Sull’aletta di incollatura degli astucci vengono stampati dei codici a barre didiverso colore (gli stessi colori impiegati per la stampa) e larghezza (di norma si usano codici da quattroa otto barre) con una triplice la funzione:1) Verifica la presenza di tutti i colori stampati, il loro registro, e la loro intensità trasferendo ogni colore inuna scala di grigi. La relativa attrezzatura non registra il colore bensì il contrasto tra il colore e il fondo delcartone: non si tratta, dunque, di un densitometro, ma di un utile rilevatore di errori di stampa.2) Monitora il registro di taglio della fustellatrice. In pratica, si misura la distanza tra il bordo dell’astuccio eil primo codice: se c’è una differenza, questa viene codificata come errore di taglio e l’astuccio vieneespulso.3) Evidenzia l’eventuale presenza di astucci non conformi nel lotto di produzione. Immaginiamo, peresempio che sullo stesso bancale si trovino più confezioni uguali ma contenenti medicinali di dosaggiodiverso: per evitare pericolosi frammischiamenti, ad ogni dosaggio viene fatta corrispondere una codificaad hoc, identificata dal lettore di codici che determina anche l’espulsione dell’eventuale astuccio nonconforme.Controllo presenza finestra - Consente di verificare che la finestra sia correttamente applicata alfustellato e, in caso contrario, di espellere l’astuccio. Si evita così la fuoriuscita del prodotto durante ilriempimento della scatola e il conseguente arresto della linea di confezionamento.Controllo antiframmischiamento per controllo di presenza dei colori - E’ un controllo imposto inambito farmaceutico, in quanto la pericolosità tipica del settore in caso di errore è molto elevata.Controllo presenza film - E’ un controllo del settore dei packaging finestrati.


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9.9 - SISTEMI DI CONTROLLO QUALITÀ E CODIFICA

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I valori di tolleranzaPer lavori cartotecnici di media difficoltà, in fase di incollatura la quantità tollerata di scarti èriportata nella tabella seguente:

Quantità in produzione Scarti

Avviamento

1 punto colla

2 punti colla

3 punti colla

4 punti colla e oltre

Produzione

Fino a 1.000 pezzi

Da 1.001 e 10.000 pezzi

Da 10.001 e 100.000 pezzi

Oltre 100.001 pezzi

100 pezzi

150 pezzi

200 pezzi

300 pezzi

5%

3%

1%

0,3%


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9.10 - SCARTI DI PRODUZIONE

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Linee guida TAGA - Capitolo 9