DG Industria, Artigianato, Edilizia e Cooperazione SCHEDE TECNICHE INTERVENTI CONCLUSI ATI INDUSTRIA TERMOPLASTICA PAVESE - INDUSTRIA TERMOPLASTICA PAVESE Spa Bosnasco (PV) - LAB-ANALYSIS Srl Broni (PV) - PRO.TE.CO Srl Bosnasco (PV) - CNR-ISMAC Milano ID4161/2007 PROGETTO R&S MOD-IM-PACK : MODulated & IMproved PACKaging - Nuovi film plastici con prestazioni modulate di permeabilità e trasmissione luminosa, caratteristiche antifog per il confezionamento alimentare. Applicazione sui vegetali minimamente trattati (IV gamma). AREA MD NUOVI MATERIALI DURATA MESI 30 QUADRO ECONOMICO PREVISIONE INIZIALE...... 2.001.264,00 COSTO FINALE........... 2.060.407,44 INTERVENTO FINANZIARIO EROGATO...... 849.999,15 Sviluppare nuovi film plastici per il food packaging con prestazioni modulate di permeabilità e trasmissione luminosa, oltre a proprietà antifog: questa la finalità del progetto Mod-Im-Pack (Modulated & Improved Packaging), finanziato dalla regione Lombardia nell ambito del Bando MD2007 per la promozione dell eccellenza nei meta-distretti industriali della Lombardia. itp marzo 2011
Il lavoro è nato dalla collaborazione fra diversi partners: Industria Termoplastica Pavese SpA, specializzata nella produzione di film poliolefinici avanzati; Proteco, converter di imballaggi flessibili; LabAnalysis, società esperta nella valutazione dell idoneità tecnologica e alimentare dei materiali per imballaggio; ISMAC (istituto per lo studio delle Macromolecole del CNR), di riconosciuta eccellenza scientifica nel campo della sintesi, modificazione, formulazione e caratterizzazione di materiali plastici. I PARTNERS Il progetto, avviato alla fine del 2007, si è protratto per oltre due anni, periodo durante il quale i partner hanno condotto un lavoro in parallelo per arrivare, ciascuno in base alla proprie competenze e alle proprie potenzialità tecnologiche/strumentali agli obiettivi preposti. Più in dettaglio le Società partecipanti al progetto e i rispettivi ruoli all'interno del progetto sono stati: ITP spa azienda produttrice di film poliolefinici tecnicamente avanzati tramite trasformazione di resine termoplastiche (in forma di granulo) con processo di estrusione-tecnologia blown-; il suo ruolo è stato quello di realizzare film coestrusi ricorrendo a materie prime e additivi commerciali in modo da realizzare strutture innovative. PROTECO srl produttrice di film laminati per imballaggio flessibile tramite processo di accoppiamento con adesivi. Il suo ruolo all'interno del progetto è stato duplice: da una lato ha rilavorato il materiale prodotto da ITP quando necessario, per un approfondito controllo della qualità e delle caratteristiche del materiale estruso, dall'altro ha perseguito gli obiettivi del progetto attraverso la realizzazione di poliaccoppiati aventi modulate
proprietà di barriera ai gas, caratteristiche antifog e antiuv, utilizzando la tecnologia di accoppiamento solvent-less a sua disposizione. LAB ANALYSIS, azienda che opera nel campo delle analisi chimiche e chimico-fisiche nei settori ambientali, alimentare e farmaceutico. La sua partecipazione al progetto è stata finalizzata al consolidamento e al rafforzamento di conoscenza di metodologie di lavoro e analitiche nel settore del food packaging, dando contemporaneamente un apporto essenziale agli altri partner nella caratterizzazione dei prototipi da loro realizzati. ISMAC-CNR. L'Istituto per lo Studio delle macromolecole è un Istituto del Consiglio Nazionale delle Ricerche che, operando nel campo delle Macromolecole, ha acquisito competenze nello studio della catalisi di polimerizzazione, della sintesi, della modifica e funzionalizzazione dei polimeri nonchè della relazione struttura-proprietà. Il ruolo svolto all'interno del progetto è stato quello di progettare e sintetizzare nuove architetture molecolari e nuovi compound a base poliolefinica con e senza nanocariche finalizzati alla modulazione delle proprietà diffusionali e di trasmissione luminosa e di trasformare questi stessi polimeri in film mediante il processo di estrusione in testa piana. OBIETTIVO TECNOLOGICO DEL PROGETTO E RISULTATI DELLA RICERCA Obiettivo tecnologico del progetto è stata la realizzazione di film plastici destinati all'imballaggio alimentare, con caratteristiche innovative che trovano primaria ma non unica applicazione nel confezionamento dei vegetali della IV gamma. La diffusione sempre maggiore di frutta e verdura minimamente trattate confezionate in buste di materiale plastico e pronte all'uso ormai richiede
agli imballaggi prestazioni su misura in funzione di vita in scaffale, presentazione dei prodotti e praticità di utilizzo. Oggi, la grande distribuzione organizzata ha messo a punto una serie di prodotti di quarta gamma (insalate e altre verdure lavate e pronte all'uso) molto gradita dagli acquirenti, i cui consumi in Italia sono in continua crescita. Le varietà di prodotti confezionati hanno esigenze differenti di protezione; per esempio i vegetali recisi richiedono, a seconda del tipo, film con diverse prestazioni in termini di effetto barriera ai gas, mentre per il confezionamento di tutti i tipi di vegetali sono apprezzate proprietà anticondensa dell'imballo e barriera nei confronti di radiazioni UVvisibili emesse dalle lampade presenti nei punti di vendita. Per questo il progetto si è articolato in diverse fasi ciascuna dedicata a una delle specifiche proprietà sopra menzionate. Tecnologia di estrusione in bolla Laboratorio ITP Esempi di bobine realizzate da ITP
Nella progettazione di nuovi film plastici a prestazioni modulate di barriera ai gas, sono state prese in considerazione sia la sintesi di nuovi copolimeri poliolefinici contenenti comonomeri non convenzionali, sia l'estrusione di miscele e/o combinazione di polimeri commerciali, variamente distribuiti in modo da sfruttare le proprietà peculiari di ciascun componente. Per combinare la giusta permeabilità agli areiformi con un adeguata trasparenza e brillantezza del film unitamente alla necessaria rigidità, ITP ha sviluppato alcuni prototipi di film coestrusi ricorrendo anche a polimeri non convenzionali per la tecnologia di estrusione in bolla (PS, PP, ). Questo ha consentito di modulare diverse proprietà tra cui, soprattutto, la permeabilità agli aeriformi fino ad ottenere valori di OTR che rappresentano un importante incremento rispetto ai valori di OTR assicurati dalla soluzione attualmente in uso. Stratigrafia in sezione al microscopio ottico di alcuni prototipi realizzati I diversi prototipi, parallelamente alla permeabilità agli areiformi, hanno mostrato altre caratteristiche distintive che in qualche caso sono state veramente sorprendenti: in una specifica struttura si sono ottenuti livelli di trasparenza e lucentezza anche superiori a quelli dell OPP. L utilizzo di resine particolari amorfe ha anche indotto a ragionare sulla saldabilità di alcuni prototipi che, confrontati con l OPP, offrono una seal initiation
FORZA DI APERTURA DELLA SALDATURA (g/15mm) temperature sicuramente più bassa. TENUTA DELLA SALDATURA (SEAL STRENGTH) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 90 100 110 120 130 140 150 160 170 TEMPERATURA DI SALDATURA ( C) Con i campioni più promettenti sono state realizzate anche alcune buste con gli impianti di confezionamento della Bonduelle, azienda leader nella produzione di vegetali della Quarta Gamma, che ha messo a disposizione la propria competenza e le proprie macchine confezionatrici per testare i prototipi realizzati. Confezioni realizzate con alcuni prototipi Contemporaneamente al lavoro di ricerca realizzato partendo da polimeri commerciali, il team Mod-Im-pack ha studiato nuovi polimeri e nuove miscele affidando questo compito al CNR-Ismac che nei propri laboratori ha indagato su altre formulazioni includendo comonomeri ramificati non convenzionali che, additivati a poliolefine di uso più comune, hanno portato a miscele molto interessanti in termini di permeabilità.
Campione di film realizzato presso il CNR-Ismac Additivazioni sia con antifog sia con antiuv sono state realizzate su varie strutture in concentrazioni variabili ed hanno portato a risultati interessanti e meritevoli di approfondimento. DIFFUSIONE DEI RISULTATI Il progetto ha comportato una fase di diffusione dei risultati che si è articolata in diverse azioni tra cui: - organizzazione di un convegno finale in cui sono stati presentati i risultati del progetto: Il convegno, si è svolto il 13 aprile 2010 al Castello di San Gaudenzio (Cervesina-PV); tale evento dal titolo Nuovi materiali modulabili per l'imballaggio alimentare ha portato a conoscenza del pubblico presente i risultati della ricerca esposti da rappresentati di ciascuna azienda impegnata nel progetto, ma è stato anche l'occasione per un aggiornamento su tecniche analitiche, novità strumentali e studi di ricerca realizzati e presentati da altri enti/società provenienti sia dal mondo accademico, sia dal mondo industriale. L'incontro finale nella tavola rotonda con aziende alimentari e con i loro diretti fornitori di imballaggio ha consentito di approfondire ad ampio raggio le problematiche più attuali del settore del confezionamento di prodotti alimentari;
- presentazione del progetto all'interno della Fiera Ipack-Ima Processing, Packaging and Material Handling, svoltasi nel quartiere fieristico Rho-Pero di Milano dal 24 al 28 marzo 2009, in cui è stata proposta ai visitatori l'idea innovativa che sta alla base del progetto stesso. Questo è avvenuto,nello stand di Proteco (B38, padiglione 3) sia tramite cartellonistica di impatto riportante i punti salienti del progetto, sia attraverso l'esposizione di alcuni prototipi realizzati per l'occasione che hanno agevolato l'illustrazione del concetto ai visitatori interessati; - pubblicazione su riviste tecniche di settore dei risultati ottenuti ( Rassegna Imballaggio, MacPlas, Macplas international Tecnologie alimentari ). CONCLUSIONI Gli obiettivi del progetto sono stati raggiunti così come previsto in fase di presentazione: si sono realizzate diverse possibili soluzioni di film che presentano modulazione di permeabilità rispetto a quanto attualmente presente sul mercato, specialmente per il confezionamento di vegetali della quarta gamma. Positivi anche i risultati ottenuti in merito alle proprietà anticondensa e antiuv dei film realizzati. La modulazione della permeabilità, in particolare, è stata ottenuta sia con
miscele innovative che utilizzano comonomeri non convenzionali, sia con coestrusioni particolari realizzate partendo da polimeri commerciali combinati in modo insolito rispetto a quanto si osserva nelle strutture attualmente in uso. Alcune delle strutture sono state testate anche presso un possibile utilizzatore finale che ha mostrato interesse per il progetto in corso e ha messo a disposizione le proprie linee di confezionamento per testare i prototipi più interessanti, consentendo la realizzazione anche di alcune buste contenenti il prodotto (insalata). Di assoluta efficacia è risultata la sinergia tra le aziende che costituiscono il team di lavoro: la competenza e la strumentazione messa a disposizione dal CNR e da Lab Analysis ben si sono combinate con l'esperienza delle due aziende produttrici di film per alimenti, che hanno realizzato bobine di dimensioni e formato tale da poter essere utilizzate direttamente sulle linee di confezionamento di potenziali utilizzatori finali; il team creato e il progetto proposto hanno acquisito da subito una credibilità tale da ricevere segnali di positivo interessamento anche da parte di aziende attive nel settore della IV gamma, non ufficialmente coinvolte nel progetto ma che di fatto hanno seguito il lavoro di ricerca in tutte le sue fasi di sviluppo. Questo ha generato pertanto un'interessante filiera che, partendo dalla competenza del mondo accademico è arrivata fino alla concretezza dei test sulle linee di confezionamento del possibile utilizzatore finale secondo un percorso e una tempistica sicuramente agevolati rispetto a quanto si sarebbe osservato se ciascun partner avesse operato in modo isolato e autonomo.