La evolución del termosellado

Por contenido patrocinado | 2 de junio de 2023

Por Charles H. Trillich / Cofundador Packworld USA

La tecnología de termosellado ha evolucionado a lo largo de muchas décadas para reducir costos y aumentar las ganancias con un 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 avanzado de 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 biológicas, donde se requiere validación y las fallas no son aceptables.

El arte de termosellar materiales plásticos comenzó más o menos al mismo tiempo que el desarrollo de los propios materiales termoplásticos. Inicialmente, el sellado de materiales se lograba por medios manuales con simples varillas calientes o barras de sellado. Cuando se sellaba manualmente, el tiempo y la calidad del sello eran inconsistentes y dependían de la habilidad del operador. Además, las juntas estaban todavía calientes cuando se retiraron los medios de sellado. Debido a que los termosellados en materiales plásticos no se unen firmemente hasta que el sello se enfría, la integridad del sello dependía de la "pegajosidad en caliente", la capacidad de las capas de la película para adherirse entre sí mientras aún están calientes por el proceso de sellado. Se modificaron las películas plásticas para aumentar sus cualidades de “adherencia en caliente”. Esto aumentó el coste de la película pero no necesariamente mejoró la resistencia final del sellado. Mientras tanto, era de vital importancia manipular la película caliente con mucho cuidado para evitar daños a la integridad o apariencia del sello. Antes de la introducción de las máquinas de sellado por impulso, el sellado se lograba mediante máquinas equipadas con “barras calientes” o “platinas calientes”. Las barras calientes y los platos todavía se utilizan para aplicaciones donde el control de enfriamiento no es tan crítico para una aplicación específica. Las máquinas selladoras de plástico con “barras calientes” utilizan barras selladoras 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 un amplio rango de temperaturas de capacidad de sellado y sellarán exitosamente 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 consiguiente de crear productos defectuosos causados ​​por la falta de control de tiempo y temperatura. Esto es particularmente cierto en los envases para atención médica, 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 produjo suficiente calor para unir los materiales y las mordazas pudieron permanecer cerradas el tiempo suficiente para que la banda de sellado se enfriara y creara un sello aceptable. La técnica de sellado por impulsos fue ganando aceptación gradualmente y ganó una importante cuota de mercado, especialmente para el sellado de polietileno y productos similares. Las primeras máquinas de termosellado por impulsos solo podían controlarse ajustando el voltaje que se aplica a la banda de termosellado y estableciendo el tiempo del ciclo de sellado. En las máquinas operadas manualmente, la duración de cada ciclo se determinaba de ciclo en ciclo por la habilidad del operador porque la temperatura de la banda y las barras de sellado se hacía gradualmente más cálida 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 calienta demasiado. 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 sellado térmico, 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 antiguas bandas termoselladas de nicromo. Luego se introdujo TOSS Alloy-20,®. Esta nueva aleación fue capaz de cambiar de forma predecible y mensurable su resistencia eléctrica en función de su temperatura. Luego se podría usar un controlador de respuesta ultraalta para monitorear la temperatura real de la banda termosellada monitoreando el cambio de su resistencia.

A medida que la aplicación de la tecnología TOSS se fue desarrollando gradualmente, cada vez más fabricantes de máquinas de embalaje personalizadas adaptaron el sistema TOSS para garantizar el rendimiento de sus máquinas. El valor de una mayor precisión se hizo evidente. Esto creó la demanda de una línea estándar de máquinas termoselladoras que utilizaran exclusivamente la tecnología TOSS. En 1995, se fundó PackworldUSA como 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 PackworldUSA fue reconocido por primera vez por las empresas de ciencias biológicas y de atención médica, donde la perfección y la validación de procesos son esenciales. Otras industrias pronto reconocieron que las máquinas termoselladoras de precisión y duraderas se ganan la vida rápidamente al realizar sellos perfectos en todo momento.

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