Guide complet des machines de thermoscellage : méthodes, types et applications

Introduction

Le thermoscellage est un procédé essentiel dans l'industrie de l'emballage, utilisé pour coller des films plastiques par la chaleur et la pression. Différentes méthodes de thermoscellage offrent des avantages distincts en fonction du type de matériau et des besoins d'emballage spécifiques. Que vous scelliez des films en polyéthylène, des matériaux composites ou des films spécialisés pour produits sensibles, le choix de la bonne méthode de thermoscellage peut garantir des joints solides et durables qui préservent l'intégrité du produit. Ce guide explore les méthodes de thermoscellage les plus courantes, notamment le thermoscellage à plaque, au rouleau, par impulsion et par ultrasons, ainsi que leurs applications et leurs avantages dans l'emballage.

Selon les différentes méthodes de chauffage et de pressurisation, les méthodes de thermoscellage des machines de thermoscellage peuvent être divisées en types suivants.

Thermoscellage des plaques

Le thermoscellage par plaque est la méthode de thermoscellage la plus courante. Il utilise une plaque chauffante pour chauffer et pressuriser par intermittence afin de réaliser le scellage du film plastique. Le principe du thermoscellage est illustré à la figure 6-2. Les deux couches de film 3 à sceller sont transportées entre la plaque chauffante 1 et le plan de travail 5, puis pressées fermement contre le matériau antiadhésif 4. La plaque chauffante 1 et le plan de travail 5 chauffés à une certaine température (régulation de température constante) sont chauffés et pressurisés, puis refroidis pour obtenir un scellage étanche.
Les matériaux antiadhésifs couramment utilisés sont le polytétrafluoroéthylène résistant aux hautes températures ou le tissu de verre, principalement pour éviter l'adhérence de la table en T et de la couche de matériau du film, de sorte que l'embouchure du sac soit parfaitement scellée et que l'établi puisse être maintenu propre. Le fil chauffant électrique 2 installé dans la plaque chauffante 1 chauffe la plaque chauffante. La température de chauffage est généralement détectée par un élément de mesure de température résistif et affichée par un instrument d'affichage de température. La température est réglée par un régulateur de tension ou un dispositif de résistance. Pour assurer des coutures de scellage de haute qualité, la surface de thermoscellage de la plaque chauffante doit être plate et le plan de support doit être plat ou rembourré d'un coussin en caoutchouc résistant à la chaleur. Le mécanisme de mouvement de pressurisation de thermoscellage de la plaque chauffante 1 peut être pneumatique, hydraulique, à came, électromagnétique, etc.

Ce dispositif de scellage thermofusible sous forme de structure à lamelles présente une structure et un principe simples et une vitesse de scellage rapide. Il est largement utilisé dans les machines d'emballage automatiques intermittentes. Il est principalement utilisé pour le thermoscellage de films en polyéthylène et de films composites en polyéthylène, mais pas pour le thermoscellage de films qui rétrécissent ou se décomposent facilement sous l'effet de la chaleur.

Thermoscellage au rouleau

Le thermoscellage au rouleau consiste à sceller le film plastique en appliquant une pression avec un rouleau en rotation continue et en chauffant avec un ou deux rouleaux dans une paire de rouleaux.
Le principe du thermoscellage par rouleau est illustré à la figure 6-3. Lorsque les deux couches de film 2 à sceller sont tirées à travers une paire de rouleaux chauffants 1 (ou un seul rouleau chauffant), elles sont chauffées et pressurisées, puis refroidies pour obtenir un scellage étanche. Le chauffage par résistance est placé dans le rouleau chauffant et le courant est transmis au fil chauffant par l'intermédiaire du dispositif de câblage (tel que des brosses, des bagues collectrices et des fils) isolé de la machine. Le dispositif de réglage de la température et le dispositif et l'instrument de détection et d'affichage de la température du rouleau de thermoscellage sont placés à l'extérieur.
La caractéristique du thermoscellage à rouleaux est le thermoscellage continu, qui convient au thermoscellage de films composites composés d'un film de base (cellophane) et d'un film thermoscellable (polyéthylène) ; dans certaines machines d'emballage automatiques continues à fonctions multiples telles que la fabrication, le remplissage et le scellage de sacs, le rouleau de thermoscellage peut non seulement réaliser le thermoscellage longitudinal du matériau du film d'emballage de fabrication de sacs, mais également jouer le rôle de traction et de transport de la bande du matériau du film d'emballage. Quant au film simple, il est facile à déformer en raison de la chaleur, ce qui affectera la qualité du scellage, il n'est donc pas adapté à son utilisation.

Thermoscellage de bande

Comme le montre la figure 6-4, il prend en sandwich les deux couches de film 2 entre une paire de courroies minces circulaires 1 (telles qu'une courroie en polytétraéthylène, une courroie en acier, une courroie en acier inoxydable ou une courroie textile en nylon) tournant dans des directions opposées, et les chauffe au niveau des parties chauffantes 4 placées de chaque côté de la courroie annulaire pour faire adhérer les deux couches de film entre les courroies annulaires, puis presse à froid au niveau de la partie de refroidissement 5 pour sceller le film 2. Avant que le joint ne soit complètement formé, le joint est gaufré par une paire de roues de gaufrage avec une pression préréglée, puis la date de production est imprimée par la roue de code d'impression, et enfin le joint est terminé.

Cette méthode est adaptée au thermoscellage de matériaux composites en film. Même les films faciles à déformer peuvent être thermoscellés en continu à l'aide de cette machine, et la vitesse de scellage est relativement élevée, elle est donc largement utilisée.

Thermoscellage à rouleaux coulissants

Comme le montre la figure 6-5, les deux couches superposées du film 1 passent entre une paire de plaques chauffantes 4 pour être chauffées jusqu'à un état ramolli et fondu, et lorsqu'elles passent entre les roues à rouleaux de thermoscellage 3 étroitement pressées, elles sont comprimées et soudées. Les caractéristiques de ce type de dispositif de scellage sont que le chauffage par résistance et la roue à rouleaux de thermoscellage sont chacun des composants indépendants, ce qui simplifie la structure de la roue à rouleaux. La structure globale est simple et a une large gamme d'applications.
Cette méthode peut être appliquée au thermoscellage continu de matériaux d'emballage en film et peut également être utilisée pour le thermoscellage continu de films à grande déformation thermique. Si la machine s'arrête de manière inattendue, le matériau du film entre les plaques chauffantes électriques surchauffera et sera perdu, de sorte que le dispositif de chauffage doit pouvoir évacuer automatiquement pour éviter la surchauffe du film.

Thermoscellage coulissant

Le thermoscellage coulissant est utilisé pour envelopper les emballages, comme illustré à la figure 6-6. Il utilise un film 3 pour envelopper l'objet emballé 2, de sorte qu'il glisse sur la plaque chauffante 4, et s'appuie sur la légère pression appliquée par l'objet emballé et la chaleur de la plaque chauffante 4 pour lier les parties superposées des deux couches de film.

Thermoscellage par impulsions

Comme le montre la figure 6-7, la bande d'alliage nickel-chrome 2 presse le film 4 sur le caoutchouc résistant à la chaleur 5, et la bande d'alliage nickel-chrome 2 est instantanément chauffée par un courant important, et la chaleur est utilisée pour le thermoscellage. Sa caractéristique est que la bande d'alliage 2 ne quitte la partie thermoscellée qu'après refroidissement, de sorte que même les films qui se déforment facilement peuvent être thermoscellés en utilisant cette méthode. Cette méthode convient au scellage de produits ayant des exigences élevées en matière de résistance et d'étanchéité, tels que les emballages de liquides et les emballages sous vide. Cette méthode convient généralement au scellage intermittent et est largement utilisée dans les machines de fabrication de sacs ou les machines d'emballage automatiques.

Thermoscellage par fusion-coupe

Comme le montre la figure 6-8, le couteau chauffant 5 (ou le fil d'acier) est utilisé pour faire fondre et couper le film 2 et le sceller en même temps. Ce mécanisme de scellage a une structure simple, une vitesse de scellage rapide et peut simultanément réaliser la fusion, la découpe et le scellage du film. Cependant, en raison de la limitation de la zone de joint de soudure, la force de scellage est relativement faible et il est facile à ouvrir. Il ne convient qu'à l'emballage intérieur de petites quantités de poudre fine et d'articles granulaires.

Thermoscellage par fusion pulsée

Le thermoscellage par fusion nécessite un chauffage fréquent de la lame et du fil d'acier, tandis que le thermoscellage par découpe par impulsions est l'inverse, comme illustré à la figure 6-9. Lorsque la plaque de pression 6 entraîne le fil d'alliage coulé 1 pour presser le film 2 sur le caoutchouc résistant à la chaleur 3, le fil d'alliage nickel-chrome 1 est instantanément mis sous tension et continue de presser la partie de scellement chauffée et fondue jusqu'à ce qu'elle soit libérée après refroidissement. Cette méthode peut également achever la fusion et le scellement du film en même temps.

Thermoscellage par fusion

Comme le montre la figure 6-10, il faut rapprocher la plaque chauffante 1 ou la flamme d'une extrémité du film superposé 4 pour les faire fondre et les coller. Cette méthode permet de donner au film de polypropylène thermorétractable à orientation biaxiale une forte résistance à l'étanchéité.

Thermoscellage par ultrasons

Comme le montre la figure 6-11, ce mécanisme de thermoscellage est composé d'un oscillateur haute fréquence, d'un vibrateur magnétostrictif 1 qui convertit l'énergie électrique haute fréquence en vibration longitudinale et d'un amplificateur d'amplitude à courbe exponentielle 2 qui transmet la vibration longitudinale au film. Pendant le thermoscellage, la vibration ultrasonore transmise par l'amplificateur d'amplitude à courbe exponentielle provoque le réchauffement et la fusion et la liaison de la surface de chevauchement du film 4.
Cette méthode de scellage est caractérisée par la génération de chaleur au centre du chevauchement du film, ce qui convient au scellage continu de films qui se rétractent facilement sous l'effet de la chaleur, tels que les films étirés biaxialement. Elle peut sceller à chaud une variété de matériaux de film plastique (tels que le polypropylène, le nylon, les matériaux composites aluminium-plastique, les canettes en polyoxyéthylène, etc.) et peut être bien scellée même si le matériau d'emballage est accidentellement contaminé par de l'eau, de l'huile, etc. pendant le remplissage du matériau. Elle présente également une qualité de scellage élevée pour les plastiques sujets à la déformation par rétrécissement thermique ou à la décomposition thermique. Elle est particulièrement adaptée au thermoscellage dans l'emballage des aliments, des médicaments, des composants radio et électroniques sensibles au rayonnement thermique, et est largement utilisée dans les machines de fabrication de sacs ou les machines d'emballage automatiques.

Thermoscellage haute fréquence

Comme le montre la figure 6-12, le thermoscellage à haute fréquence consiste à presser le film 4 avec une électrode haute fréquence 2, à ajouter une tension haute fréquence et à thermosceller par la perte diélectrique du polymère. La température de la partie de scellage est la plus élevée au niveau de la surface de scellage, de sorte que le film ne surchauffe pas et que la résistance de scellage est élevée.

Le temps de thermoscellage de la presse à chaud dépend de la température de chauffage, de la méthode de chauffage, du matériau du film, de l'épaisseur du matériau du film et de la pression de scellage. Pour les matériaux de film de même matériau et d'épaisseur, lorsque la pression de scellage est constante, plus la température de chauffage est élevée, plus le temps de thermoscellage est court. La température de chauffage, la pression, le temps et d'autres paramètres du thermoscellage doivent être déterminés par des méthodes expérimentales basées sur les propriétés mécaniques et physiques du matériau scellé.

Conclusion

Une thermoscelleuse est une machine qui scelle les contenants d'emballage par thermoscellage. Elle est largement utilisée pour le thermoscellage de divers sacs en plastique. Comprendre la variété des méthodes de thermoscellage, de la simplicité du thermoscellage à plaque aux capacités avancées du thermoscellage par ultrasons, permet aux fabricants de sélectionner la solution la plus efficace et la plus adaptée à leurs besoins d'emballage. Chaque méthode de thermoscellage offre des avantages spécifiques en fonction des matériaux, de la vitesse de production et de la qualité requise. En choisissant la bonne technique, les entreprises peuvent améliorer l'efficacité de l'emballage, réduire les déchets et garantir des scellages de haute qualité qui répondent aux normes de l'industrie.