La evolución del termosellado

7 de marzo de 2023 Por Contenido patrocinado

Por Charles H. Trillich / Cofundador de Packworld EE. UU.

La tecnología de termosellado ha evolucionado a lo largo de muchas décadas para reducir costes y aumentar las ganancias con termosellado de precisión. Este artículo reflexiona sobre estos avances y cómo obtener sellos perfectos en todo momento.

En los últimos años, los métodos y medios para cortar y/o sellar películas plásticas y unir componentes plásticos han pasado de ser un arte a una ciencia mediante el desarrollo y la introducción de controles de proceso que prácticamente garantizan una unión perfecta en todo momento. El desarrollo de esta capacidad ha sido impulsado por la demanda de materiales de embalaje de plástico en aplicaciones críticas, especialmente en las ciencias de la vida, donde se requiere validación y no se aceptan fallas.

El arte del termosellado de materiales plásticos comenzó más o menos al mismo tiempo que el desarrollo de los propios materiales termoplásticos. Inicialmente, el sellado de los materiales se lograba por medios manuales con varillas calientes simples o barras de sellado. Cuando se sella manualmente, la sincronización y la calidad del sello eran inconsistentes y dependían de la habilidad del operador. Además, los sellos todavía estaban calientes cuando se retiraron los medios de sellado. Debido a que los sellos térmicos en materiales plásticos no se unen firmemente hasta que el sello se enfría, la integridad del sello dependía de la "adhesión en caliente", la capacidad de las capas de la película para adherirse entre sí mientras aún estaban calientes por el proceso de sellado. Las películas de plástico se modificaron para aumentar sus cualidades de "adherencia en caliente". Esto aumentó el coste de la película pero no mejoró necesariamente la resistencia final del sellado. Mientras tanto, era de vital importancia manejar la película caliente con mucho cuidado para evitar dañar la integridad o la apariencia del sello. Antes de la introducción de las máquinas de sellado por impulso, el sellado se lograba con máquinas que estaban equipadas con "barras calientes" o "platos calientes". Las placas y barras calientes todavía se usan para aplicaciones donde el control de enfriamiento no es tan crítico para una aplicación específica. Las máquinas de sellado de plástico con "barras calientes" utilizan barras de sellado que se calientan constantemente con calentadores de cartucho que se colocan dentro de la barra con el mayor cuidado posible para brindar un calentamiento uniforme a la superficie de sellado de las barras. Las barras y placas calentadas constantemente son útiles en aplicaciones donde la velocidad de la máquina y la naturaleza de los materiales a sellar ofrecen una amplia ventana de oportunidad térmica. Algunos materiales de película plástica tienen una amplia gama de temperaturas de capacidad de sellado y sellarán con éxito a pesar de una amplia variación en las temperaturas de sellado. Sin embargo, muchas películas no ofrecen una amplia tolerancia en el rango de temperatura de sellado. La mayoría de las operaciones que sellan o ensamblan materiales plásticos no pueden afrontar el riesgo y el costo asociado de crear productos defectuosos causados ​​por la falta de control de tiempo y temperatura. Esto es particularmente cierto en los envases para el cuidado de la salud, alimentos y materiales preciosos o nocivos. A mediados de la década de 1940, se introdujo en el mercado el "sellado térmico por impulso". Esta fue una contribución importante al arte del termosellado porque brindó la oportunidad de proporcionar un pulso momentáneo de energía a través de un elemento calefactor relativamente delgado que se presionaba contra dos o más capas de película plástica. La energía suministrada a la banda producía suficiente calor para unir los materiales y las mordazas podían permanecer cerradas el tiempo suficiente para que la banda de sellado se enfriara y creara un sello aceptable. La técnica de sellado por impulso fue ganando aceptación y conquistando una importante cuota de mercado, especialmente para el sellado de polietileno y productos similares. Las primeras máquinas de termosellado por impulso solo podían controlarse configurando el voltaje que se aplica a la banda de termosellado y configurando el tiempo del ciclo de sellado. En las máquinas operadas manualmente, la duración de cada ciclo se determinaba de ciclo a ciclo por la habilidad del operador debido a que la temperatura de la banda y las barras de sellado aumentaba gradualmente con cada ciclo. Cuando se añade una cantidad igual de energía al miembro de sellado con cada ciclo adicional, la temperatura de sellado aumenta gradualmente y finalmente se vuelve demasiado caliente. Por lo tanto, debe ajustarse con frecuencia para evitar el sobrecalentamiento.

En la década de 1970, TOSS GmbH, en Alemania, reconoció la necesidad de un sistema de control de temperatura de alta respuesta. El sistema tendría que monitorear constantemente la temperatura de la banda de termosellado, elevar su temperatura a un punto de ajuste predeterminado en milisegundos y mantenerla en un punto de ajuste preciso durante un tiempo de sellado predeterminado para permitir que el sello se adhiera y se enfríe. El nuevo sistema también requería una aleación única que reemplazaría las viejas bandas termoselladas de nicromo. Luego se introdujo TOSS Alloy-20,®. Esta nueva aleación fue capaz de cambiar de manera predecible y medible su resistencia eléctrica en función de su temperatura. Luego, se podría usar un controlador de respuesta ultra alta para monitorear la temperatura real de la banda de sellado térmico al monitorear el cambio de su resistencia.

A medida que se desarrollaba gradualmente la aplicación de la tecnología TOSS, más y más fabricantes de máquinas de embalaje personalizadas adaptaron el sistema TOSS para garantizar el rendimiento de sus máquinas. El valor de la precisión mejorada se hizo evidente. Esto creó una demanda de una línea estándar de máquinas termoselladoras que utilicen exclusivamente la tecnología TOSS. En 1995, se fundó PackworldUSA en respuesta a esta demanda. PackworldUSA ingresó al mercado para producir máquinas termoselladoras con la filosofía de que la precisión, la calidad y la durabilidad son las máximas prioridades. Esta filosofía ha demostrado ser exitosa. El valor de las máquinas de PackworldUSA fue reconocido por primera vez por las empresas de ciencias biológicas y del cuidado de la salud, donde la perfección y la validación del proceso son esenciales. Otras industrias pronto reconocieron que las máquinas de termosellado de precisión y duraderas se ganan rápidamente el sustento al hacer sellos perfectos en todo momento.

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