Un sellador térmico es una máquina que se usa para sellar productos , empaques y otros materiales termoplásticos usando calor . Esto puede ser con monocapas termoplásticas uniformes o con materiales que tienen varias capas, siendo al menos una termoplástica. El termosellado puede unir dos materiales similares o puede unir materiales diferentes, uno de los cuales tiene una capa termoplástica.
Proceso de termosellado
El termosellado es el proceso de sellar un termoplástico a otro termoplástico similar usando calor y presión. [1] El método de contacto directo de termosellado utiliza un troquel o barra de sellado que se calienta constantemente para aplicar calor a un área o camino de contacto específico para sellar o soldar los termoplásticos entre sí. El termosellado se utiliza para muchas aplicaciones, incluidos conectores termosellados, adhesivos activados térmicamente, medios de película, puertos de plástico o sellado de láminas .
Aplicaciones para el proceso de termosellado
Los conectores de sellado térmico se utilizan para unir LCD a PCB en muchos productos electrónicos de consumo , así como en dispositivos médicos y de telecomunicaciones .
El calor de sellado de productos con adhesivos térmicos se utiliza para mantener las pantallas de visualización transparente en productos electrónicos de consumo y para otros conjuntos o dispositivos termo-plástico selladas donde replanteo de calor o soldadura por ultrasonidos no son una opción debido a los requisitos de diseño de piezas u otras consideraciones de montaje.
El termosellado también se utiliza en la fabricación de películas para análisis de sangre y medios de filtrado para sangre, virus y muchos otros dispositivos de tiras reactivas que se utilizan en la actualidad en el campo médico. Las láminas y películas laminadas a menudo se sellan con calor sobre la parte superior de bandejas médicas termoplásticas, placas de microtitulación (micropocillos), botellas y recipientes para sellar y / o prevenir la contaminación de dispositivos de pruebas médicas, bandejas de recolección de muestras y recipientes utilizados para productos alimenticios.
Las bolsas de plástico y otros envases a menudo se forman y sellan mediante selladores térmicos. Bolsas médicas y de fluidos utilizadas en las industrias médica, de bioingeniería y alimentaria. Las bolsas de fluido están hechas de una gran variedad de materiales, como láminas, medios filtrantes, termoplásticos y laminados. [ cita requerida ]
Tipos de termosellado
- Selladores de barra caliente: tienen herramientas calentadas que se mantienen a una temperatura constante (también conocido como sellado térmico de contacto directo). Usan una o más barras, hierros o matrices calentados que entran en contacto con el material para calentar la interfaz y formar una unión. Las barras, hierros y troqueles tienen varias configuraciones y pueden cubrirse con una capa de liberación o utilizar varios materiales de interposición resbaladizos (es decir, películas de teflón) para evitar que se peguen a las herramientas calientes. [2]
- Los selladores térmicos continuos (también conocidos como selladores térmicos tipo banda) utilizan bandas móviles sobre elementos calefactores.
- Selladores térmicos de impulso: tienen elementos calefactores (uno o dos) de nicromo colocados entre una goma sintética elástica y una superficie de liberación de película o tela. Los elementos calefactores no se calientan continuamente; el calor se genera solo cuando fluye la corriente. Cuando los materiales se colocan en el sellador térmico, se mantienen en su lugar mediante presión. Una corriente eléctrica calienta el elemento calefactor durante un tiempo específico para crear la temperatura requerida. las mordazas mantienen el material en su lugar después de que se detiene el calor, a veces con agua de enfriamiento: esto permite que el material se fusione antes de que se pueda aplicar tensión. [3] [4] [5]
- El adhesivo termofusible se puede aplicar en tiras o perlas en el punto de unión. También se puede aplicar a una de las superficies durante un paso de fabricación anterior y reactivar para la unión.
- Sellado de alambre caliente: implica un alambre calentado que corta las superficies y las une con un cordón de borde fundido. Por lo general, esto no se emplea cuando las propiedades de barrera son críticas.
- El sellado por inducción es un tipo de sellado sin contacto que se utiliza para sellos internos en tapas de botellas.
- Soldadura por inducción termosellado por inducción sin contacto
- La soldadura ultrasónica utiliza vibraciones acústicas ultrasónicas de alta frecuencia para mantener juntas las piezas bajo presión para crear una soldadura.
También se utiliza un tipo de sellador térmico para unir paneles laterales de plástico para edificios agrícolas livianos , como invernaderos y cobertizos . Esta versión se guía por el suelo mediante cuatro ruedas.
Calidad de sellado
Los buenos sellos son el resultado del tiempo , la temperatura y la presión para un material limpio correcto. [6] [7] [8] Hay varios métodos de prueba estándar disponibles para medir la resistencia de los sellos térmicos. Además, las pruebas de paquetes se utilizan para determinar la capacidad de los paquetes completos para soportar la presión o el vacío especificados. Hay varios métodos disponibles para determinar la capacidad de un paquete sellado para conservar su integridad, características de barrera y esterilidad.
Los procesos de termosellado pueden controlarse mediante una variedad de sistemas de gestión de calidad como HACCP , control estadístico de procesos , ISO 9000 , etc. Se utilizan protocolos de verificación y validación para garantizar que se cumplan las especificaciones y que los materiales / envases finales sean adecuados para el uso final. [9]
Prueba de resistencia del sello
La eficacia de los sellos térmicos a menudo se detalla en las especificaciones , contratos y regulaciones que rigen . Los sistemas de gestión de la calidad a veces solicitan evaluaciones subjetivas periódicas: por ejemplo, algunos sellos pueden evaluarse con un simple tirón para determinar la existencia de un vínculo y el mecanismo de falla. Con algunas películas de plástico, la observación se puede mejorar mediante el uso de luz polarizada que resalta la birrefringencia del termosellado. Algunos sellos para productos sensibles requieren protocolos de verificación y validación exhaustivos que utilizan pruebas cuantitativas. Los métodos de prueba pueden incluir:
Resistencia del sello según ASTM F88 y F2824
La prueba de resistencia del sello, también conocida como prueba de pelado, mide la resistencia de los sellos dentro de los materiales de barrera flexibles . Esta medición se puede utilizar para determinar la consistencia dentro del sello, así como la evaluación de la fuerza de apertura del sistema del paquete. La resistencia del sellado es una medida cuantitativa para su uso en la validación, el control y la capacidad del proceso. La resistencia del sello no solo es relevante para la fuerza de apertura y la integridad del paquete, sino también para medir la capacidad de los procesos de empaque para producir sellos consistentes.
Explosión y fluencia según ASTM F1140 y F2054
La prueba de rotura se utiliza para determinar la resistencia y la precesión de los paquetes. La prueba de explosión se realiza presurizando el paquete hasta que explote. Los resultados de la prueba de rotura incluyen los datos de presión de rotura y una descripción de dónde ocurrió la falla del sello. Este método de prueba cubre la prueba de explosión como se define en ASTM F1140. La prueba de fluencia determina la capacidad de los paquetes para mantener la presión durante un período prolongado. La prueba de fluencia se realiza ajustando la presión a aproximadamente el 80% de la presión de ruptura mínima de una prueba de ruptura anterior. Se mide el tiempo para sellar la falla o un tiempo preestablecido.
Tinte al vacío según ASTM D3078
Determinación de la integridad del paquete . El paquete se sumerge en un recipiente transparente lleno de una mezcla de agua y tinte. El vacío se crea dentro del recipiente y se mantiene durante un período de tiempo específico. Cuando se libera el vacío, cualquier paquete perforado absorberá el tinte y revelará el sello imperfecto.
Ver también
- Ensayo de tracción
- Sello hermético
- Bolsa de plastico
- Envoltura retráctil
- Soldadura de plástico
Referencias
- ^ Crawford, Lance (enero-febrero de 2013). "Sellado de puertos: una solución eficaz de sellado térmico" . Revista de decoración de plástico .
- ^ Yuan, Cheng See (2007). "Sellabilidad térmica de películas laminadas con LLDPE y LDPE como materiales selladores en aplicaciones de sellado de barras" . Revista de ciencia aplicada de polímeros : 3736–3745 . Consultado el 12 de octubre de 2019 .
- ^ Zinsmeister, GE; Young (julio de 1983). "Simulación por computadora de una máquina de sellado térmico por impulsos". Transacciones de ASME : 292-299.
- ^ Farkas, Robert (1964). Sellado térmico . Reinhold Publishing Corporation.
- ^ Hishinuma, Kazuo (2009). Tecnología e ingeniería de termosellado para envases . Publicaciones DEStech. ISBN 9781932078855.
- ^ Trillich, C (2007). "El control de procesos mejora la calidad del termosellado" (PDF) . Packaging Digest .[ enlace muerto permanente ]
- ^ Shires, D (marzo de 1982). "La predicción del rendimiento del termosellado de los componentes del paquete". PIRA. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Yuan, CS; Hassan (2007). "Efecto de los parámetros de sellado de barras sobre la resistencia del sellado térmico OPP / MCPP" . Revista de ciencia aplicada de polímeros . 1 (11): 753–760. doi : 10.3144 / expresspolymlett.2007.106 .
- ^ Morris, B. A (julio de 2002). "Predicción del rendimiento de sellado térmico de películas de ionómero" . Revista de películas plásticas y láminas . 18 (3): 157-167. doi : 10.1177 / 8756087902018003002 . Consultado el 19 de diciembre de 2011 .
Referencias generales
- Selke, S ,. "Embalajes de plástico", 2004, ISBN 1-56990-372-7
- Soroka, W, "Fundamentos de la tecnología de envasado", IoPP, 2002, ISBN 1-930268-25-4
- Yam, KL, "Encyclopedia of Packaging Technology", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
- Crawford, Lance, "Port Sealing: An Effective Heat Sealing Solution". Revista de decoración de plástico. Edición de enero / febrero de 2013. ISSN 1536-9870 . (Topeka, KS: Peterson Publications, Inc.). Sección: Ensamblaje: páginas 36–39, cubre el artículo de Crawford.
- ASTM D3078 - Método de prueba estándar para la determinación de fugas en envases flexibles por emisión de burbujas
- ASTM F88 - Método de prueba para la resistencia del sellado de materiales de barrera flexible
- ASTM F1140 - Métodos de prueba estándar para resistencia a fallas de presurización interna de paquetes no restringidos
- ASTM F2029 - Práctica estándar para la fabricación de sellos térmicos para la determinación de la capacidad de sellado térmico de las redes flexibles medida por la resistencia del sello
- ASTM F2054 - Método de prueba estándar para pruebas de rotura de sellos de paquetes flexibles utilizando presurización de aire interno dentro de las placas de restricción
- ASTM F2824 - Método de prueba estándar para pruebas de resistencia de sellado mecánico para tazas redondas y recipientes de tazón con tapas flexibles pelables
enlaces externos
- Medios relacionados con el sellador térmico en Wikimedia Commons
- Desmontaje y esquema de un sellador de impulsos