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Selladora térmica

Selladora de impulso pequeña El material termosellado yace en el suelo de un almacén. Observe la máquina termoselladora con cable a la izquierda. Selladora térmica utilizada par...

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Selladora de impulso pequeña
El material termosellado yace en el suelo de un almacén. Observe la máquina termoselladora con cable a la izquierda.
Selladora térmica utilizada para preparar bolsas de plástico de lechuga para pruebas de vida útil .
Selladora térmica de banda continua

Una selladora térmica es una máquina que se utiliza para sellar productos , envases y otros materiales termoplásticos mediante calor . Esto puede aplicarse a monocapas termoplásticas uniformes o a materiales con varias capas, al menos una de ellas termoplástica. El sellado térmico permite unir dos materiales similares o materiales diferentes, uno de los cuales contiene una capa termoplástica.

Proceso

El termosellado es el proceso de sellar un termoplástico con otro termoplástico similar mediante calor y presión. [ 1 ] El método de contacto directo para el termosellado utiliza una matriz o barra de sellado calentada constantemente para aplicar calor a un área o trayectoria de contacto específica y sellar o soldar los termoplásticos. El termosellado se utiliza en numerosas aplicaciones, como conectores termosellables, adhesivos termoactivados, películas, puertos de plástico o sellado de láminas .

Aplicaciones

Los conectores termosellables se utilizan para unir pantallas LCD a placas de circuito impreso en muchos dispositivos electrónicos de consumo , así como en dispositivos médicos y de telecomunicaciones .

El sellado térmico de productos con adhesivos térmicos se utiliza para fijar pantallas transparentes a productos electrónicos de consumo y para otros conjuntos o dispositivos termoplásticos sellados donde el termofijado o la soldadura ultrasónica no son una opción debido a los requisitos de diseño de la pieza u otras consideraciones de ensamblaje. [ 2 ]

El sellado térmico también se utiliza en la fabricación de películas para análisis de sangre y medios filtrantes para dispositivos de tiras reactivas para sangre, virus y muchos otros dispositivos utilizados actualmente en el campo médico. Las láminas y películas laminadas a menudo se sellan térmicamente 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 análisis médicos, bandejas de recolección de muestras y recipientes utilizados para productos alimenticios. [ 3 ]

Las bolsas de plástico y otros envases suelen formarse y sellarse mediante máquinas termoselladoras. Las bolsas médicas y para fluidos se utilizan en las industrias médica, de bioingeniería y alimentaria. Estas bolsas se fabrican con una gran variedad de materiales, como láminas, medios filtrantes, termoplásticos y laminados. [ 4 ]

Tipos de sellado térmico

  • Las selladoras de barra caliente utilizan herramientas calentadas que se mantienen a una temperatura constante (también conocidas como sellado térmico por contacto directo). Emplean una o más barras, planchas o matrices calentadas que entran en contacto con el material para calentar la interfaz y formar una unión. Las barras, planchas y matrices tienen diversas configuraciones y pueden estar recubiertas con una capa protectora o utilizar diversos materiales interponedores lisos (por ejemplo, películas de teflón) para evitar que se adhieran a las herramientas calientes. [ 5 ]
  • Las selladoras térmicas continuas (también conocidas como selladoras térmicas de banda) utilizan cintas transportadoras que se mueven sobre elementos calefactores.
  • Las selladoras térmicas por impulsos cuentan con 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 circula corriente eléctrica. Al colocar los materiales en la selladora, estos se mantienen en su lugar mediante presión. Una corriente eléctrica calienta el elemento calefactor durante un tiempo determinado para alcanzar la temperatura requerida. Las mordazas sujetan el material en su posición una vez que se detiene el calor, a veces con agua de refrigeración: esto permite que el material se fusione antes de aplicarle tensión. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
  • El adhesivo termofusible se puede aplicar en tiras o cordones en el punto de unión. También se puede aplicar a una de las superficies durante una etapa anterior del proceso de fabricación y reactivarse para la unión.
  • El sellado con hilo caliente consiste en un hilo calentado que corta las superficies y las une mediante un cordón de material fundido. Este método no suele emplearse cuando las propiedades de barrera son cruciales.
  • El sellado por inducción es un tipo de sellado sin contacto que se utiliza para los sellos internos de las tapas de las botellas.
  • Sellado térmico por soldadura por inducción sin contacto.
  • La soldadura ultrasónica utiliza vibraciones acústicas ultrasónicas de alta frecuencia para unir piezas bajo presión y crear una soldadura.

También se utiliza un tipo de selladora térmica para ensamblar paneles laterales de plástico para construcciones agrícolas ligeras, como invernaderos y cobertizos . Esta versión se desplaza por el suelo mediante cuatro ruedas.

Calidad del sello

Los buenos sellados son el resultado del tiempo , la temperatura y la presión para el material limpio correcto. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Existen varios métodos de prueba estándar para medir la resistencia de los sellados térmicos. Además, se utilizan pruebas de empaque para determinar la capacidad de los paquetes terminados para soportar la presión o el vacío especificados. Existen varios métodos para determinar la capacidad de un paquete sellado para mantener su integridad, características de barrera y esterilidad. [ 12 ]

Los procesos de termosellado pueden controlarse mediante diversos 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/embalajes finales sean adecuados para su uso final. [ 13 ]

Pruebas de resistencia del sellado

La eficacia de los sellados térmicos suele detallarse en las especificaciones , contratos y reglamentos vigentes . Los sistemas de gestión de calidad a veces requieren evaluaciones subjetivas periódicas: por ejemplo, algunos sellados pueden evaluarse mediante una simple tracción para determinar la existencia de una unión y el mecanismo de fallo. En el caso de algunas películas plásticas, la observación puede mejorarse utilizando luz polarizada , que resalta la birrefringencia del sellado térmico. Algunos sellados para productos sensibles requieren protocolos exhaustivos de verificación y validación que utilizan pruebas cuantitativas. Los métodos de prueba pueden incluir:

Resistencia del sellado según las normas ASTM F88 y F2824.

Las pruebas de resistencia del sellado, también conocidas como pruebas de despegue, miden la resistencia de los sellos en materiales de barrera flexibles . Esta medición permite determinar la consistencia del sellado y evaluar la fuerza de apertura del sistema de envasado. La resistencia del sellado es una medida cuantitativa que se utiliza en la validación, el control y la evaluación de la capacidad del proceso. No solo es relevante para la fuerza de apertura y la integridad del envase, sino también para medir la capacidad de los procesos de envasado para producir sellos consistentes.

Resistencia a la rotura y a la fluencia según las normas ASTM F1140 y F2054.

La prueba de ruptura se utiliza para determinar la resistencia y la precesión del paquete. Esta prueba se realiza presurizando el paquete hasta que se rompa. Los resultados incluyen los datos de la presión de ruptura y una descripción del punto donde se produjo la falla del sello. Este método de prueba abarca la prueba de ruptura según se define en la norma ASTM F1140. La prueba de fluencia determina la capacidad del paquete para mantener la presión durante un período prolongado. Esta prueba se realiza ajustando la presión a aproximadamente el 80 % de la presión mínima de ruptura de una prueba de ruptura anterior. Se mide el tiempo hasta la falla del sello o un tiempo preestablecido.

Tintura 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. Se crea un vacío dentro del recipiente y se mantiene durante un tiempo determinado. Al liberar el vacío, cualquier paquete perforado absorberá el tinte, revelando así el sellado defectuoso.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Crawford, Lance (enero-febrero de 2013). "Sellado de puertos: una solución eficaz de termosellado" . Revista Plastic Decorating . Archivado del original el 15 de mayo de 2018. Consultado el 18 de abril de 2013 .
  2. ↑ Troughton, Michael J., ed. (1 de enero de 2009), «Capítulo 12 - Sellado térmico» , Manual de unión de plásticos (Segunda edición) , Boston: William Andrew Publishing, págs. 121–126 , ISBN  978-0-8155-1581-4, consultado el 22 de julio de 2025
  3. ↑ Crawford, Lance (febrero de 2013). "Sellado de puertos: una solución eficaz de termosellado" (PDF) . cdn.thomasnet.com . Consultado el 22 de julio de 2025 .
  4. ↑ Producción, Peoria (27/01/2023). "¿Qué materiales de embalaje se pueden sellar térmicamente?" . Soluciones de producción de Peoria . Consultado el 22/07/2025 .
  5. ↑ Yuan, Cheng See (2007). "Sellabilidad térmica de películas laminadas con LLDPE y LDPE como materiales selladores en aplicaciones de sellado de barras" . Journal of Applied Polymer Science . 104 (6): 3736– 3745. doi : 10.1002/app.25863 . Consultado el 12 de octubre de 2019 .
  6. ↑ Zinsmeister, GE; Young (julio de 1983). "Simulación por computadora de una máquina de termosellado por impulsos". Transactions of ASME : 292–299 .
  7. ↑ Farkas, Robert (1964). Sellado térmico . Reinhold Publishing Corporation.
  8. ↑ Hishinuma, Kazuo (2009). Tecnología e ingeniería de termosellado para embalaje . DEStech Publications. ISBN 9781932078855.
  9. ↑ Trillich, C (2007). "El control de procesos mejora la calidad del sellado térmico" (PDF) . Packaging Digest .
  10. ↑ Shires, D (marzo de 1982). "La predicción del rendimiento del sellado térmico de los componentes del paquete". PIRA.{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  11. ↑ Yuan, CS; Hassan (2007). "Efecto de los parámetros de sellado de barras en la resistencia del sellado térmico de OPP/MCPP" . Journal of Applied Polymer Science . 1 (11): 753– 760. doi : 10.3144/expresspolymlett.2007.106 .
  12. ↑ admin (1 de diciembre de 2024). "La ciencia de los sellos seguros: predicción y optimización del rendimiento del sellado térmico en el embalaje moderno" . Blog de PromarksVac . Consultado el 22 de julio de 2025 .
  13. ↑ Morris, B. A (julio de 2002). "Predicción del rendimiento de sellado térmico de películas de ionómero" . Journal of Plastic Film & Sheeting . 18 (3): 157– 167. doi : 10.1177/8756087902018003002 . S2CID 137340516. Recuperado el 19 de diciembre de 2011 . 

Referencias generales

  • Selke, S., "Envases 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, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
  • Crawford, Lance, «Sellado de puertos: una solución eficaz de termosellado». Archivado el 15 de mayo de 2018 en Wayback Machine . Revista Plastic Decorating. Edición de enero/febrero de 2013. ISSN 1536-9870 . (Topeka, KS: Peterson Publications, Inc.). Sección: Ensamblaje: páginas 36-39, incluye el artículo de Crawford. 
  • ASTM D3078 – Método de prueba estándar para la determinación de fugas en envases flexibles mediante emisión de burbujas.
  • ASTM F88 – Método de ensayo para la resistencia del sellado de materiales de barrera flexibles
  • ASTM F1140 - Métodos de ensayo estándar para la resistencia a la falla por presurización interna de paquetes sin sujeción
  • ASTM F2029 – Práctica estándar para la realización de sellos térmicos para la determinación de la termosellabilidad de bandas flexibles medida por la resistencia del sello.
  • ASTM F2054 – Método de prueba estándar para la prueba de rotura de sellos de envases flexibles mediante presurización de aire interna dentro de placas de sujeción.
  • ASTM F2824 – Método de prueba estándar para la determinación de la resistencia del sellado mecánico en vasos y recipientes redondos con tapas flexibles despegables.
  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con las selladoras térmicas en Wikimedia Commons.
  • Desmontaje y esquema de una selladora por impulsos.