A evolução da selagem térmica

Por conteúdo patrocinado | 2 de junho de 2023

Por Charles H. Trillich / Cofundador Packworld EUA

A tecnologia de vedação térmica evoluiu ao longo de muitas décadas para reduzir custos e aumentar o lucro com vedação térmica de precisão. Este artigo reflete sobre esses avanços e como obter sempre vedações perfeitas.

Nos últimos anos, os métodos e meios de cortar e/ou selar filmes plásticos e unir componentes plásticos avançaram de uma arte para uma ciência através do desenvolvimento e introdução de controles de processo que praticamente garantem sempre uma ligação perfeita. O desenvolvimento desta capacidade tem sido impulsionado pela procura de materiais de embalagem de plástico em aplicações críticas, especialmente nas ciências da vida, onde a validação é necessária e a falha não é aceitável.

A arte de selar materiais plásticos a quente começou mais ou menos simultaneamente com o desenvolvimento dos próprios materiais termoplásticos. Inicialmente, a selagem dos materiais era realizada manualmente com simples varetas quentes ou barras de vedação. Quando selado manualmente, o tempo e a qualidade do selo eram inconsistentes e dependiam da habilidade do operador. Além disso, as vedações ainda estavam quentes quando o meio de vedação foi removido. Como as vedações térmicas em materiais plásticos não ficam firmemente ligadas até que a vedação seja resfriada, a integridade da vedação dependia da “aderência a quente”, a capacidade das camadas de filme aderirem umas às outras enquanto ainda estão quentes devido ao processo de vedação. Os filmes plásticos foram modificados para aumentar suas qualidades de “aderência a quente”. Isto aumentou o custo do filme, mas não melhorou necessariamente a resistência final da vedação. Entretanto, era extremamente importante manusear a película quente com muito cuidado para evitar danos à integridade ou à aparência do selo. Antes da introdução das máquinas de selagem por impulso, a vedação era realizada por máquinas equipadas com “barras quentes” ou “placas quentes”. Barras quentes e placas ainda são usadas em aplicações onde o controle de resfriamento não é tão crítico para uma aplicação específica. As máquinas de selagem de plástico com “barras quentes” utilizam barras de selagem que são constantemente aquecidas com aquecedores de cartucho posicionados dentro da barra com o maior cuidado possível para fornecer aquecimento uniforme à superfície de selagem das barras. Barras e placas constantemente aquecidas são úteis em aplicações onde a velocidade da máquina e a natureza dos materiais a serem vedados oferecem uma ampla janela de oportunidade térmica. Alguns materiais de filme plástico têm uma ampla faixa de temperatura de capacidade de vedação e vedam com sucesso, apesar de uma grande variação nas temperaturas de vedação. Contudo, muitos filmes não oferecem uma ampla tolerância na faixa de temperatura de vedação. A maioria das operações que selam ou montam materiais plásticos não pode arcar com o risco e os custos inerentes à criação de produtos defeituosos causados ​​pela falta de tempo e controle de temperatura. Isto é particularmente verdadeiro em embalagens para cuidados de saúde, alimentos e materiais preciosos ou nocivos. Em meados da década de 1940, a “Selagem Térmica por Impulso” foi introduzida no mercado. Esta foi uma contribuição importante para a arte da selagem a quente porque proporcionou a oportunidade de fornecer um pulso momentâneo de energia através de um elemento de aquecimento relativamente fino que foi pressionado contra duas ou mais camadas de filme plástico. A energia fornecida à faixa produziu calor suficiente para unir os materiais e as mandíbulas puderam permanecer fechadas por tempo suficiente para que a faixa de vedação esfriasse e criasse uma vedação aceitável. A técnica de selagem por impulso gradualmente ganhou aceitação e conquistou uma fatia significativa do mercado, especialmente para vedação de polietileno e produtos similares. As primeiras máquinas de selagem a quente por impulso só podiam ser controladas definindo a tensão aplicada à banda de selagem a quente e definindo o tempo do ciclo de selagem. Em máquinas operadas manualmente, a duração de cada ciclo era determinada de ciclo para ciclo pela habilidade do operador porque a temperatura da faixa de vedação e das barras tornava-se gradualmente mais quente a cada ciclo. Quando uma quantidade igual de energia é adicionada ao elemento de vedação em cada ciclo adicional, a temperatura de vedação aumenta gradualmente e, por fim, torna-se demasiado quente. Portanto, deve ser ajustado frequentemente para evitar superaquecimento