Optimizando las Superficies Termosellables

Optimización del termosellado en el embalaje es un poco dependiente del tipo de máquina de embalaje a usar: formar/llenar/sellar/vertical (FLLSV) o formar/llenar/sellar/horizontal (FLLSH). Para sellado con alambre caliente y corte o sellado ultrasónico, también habrá un conjunto particular de requerimientos de la bobina sellante.

Nos centraremos aquí en lo que se necesita para ser una buena superficie de termosellado en una película coextruida [o recubierta] para su uso con máquinas de embalaje FLLSV y FLLSH, dejando otras situaciones de sellado para una fecha posterior. En estas formas de sello, dos superficies adyacentes son forzadas juntas bajo calor y presión durante un tiempo fijo y la mayoría de las superficies interiores de las películas se funden juntas para formar el sellado térmico.

En general, una capa termosellable interior para la formación de un sello plano o engarzado tiene que tener dos características principales, la primera es la temperatura de iniciación del sellado (TIS), a veces llamada la temperatura mínima de sellado (TMS). Esta es la temperatura a la que el polímero sellante está lo suficientemente fundido para fluir y para pegarse fundido a una capa adyacente en el sello. Además, la capa termosellante debe fundir por debajo del punto de fusión del resto de la película, de modo que la película sellante no esté distorsionada, encogida o se funde antes de que se pueda formar el sello.

Así, como podemos imaginar, el punto de fusión de los polímeros en la superficie termosellable es muy importante para la formación de una película termosellable. La figura 1 muestra una relación típica entre el punto de fusión del polímero termosellable y la TIS para una película coextruida de tres capas. El rango de sellado de cualquier película está definido como el intervalo de temperatura entre la TIS y la temperatura superior que está determinada por la distorsión térmica de la estructura total de tal manera que se forma un empaque inutilizable.

FIGURA 1. Sellos engarzado, Iniciación de Sello [umbral] Temperatura como función del punto de fusión de un copolímero EP

Pero la TIS no es suficiente para formar paquetes robustos a alta velocidad. Un segundo atributo importante de la resina sellante es que debe mantener unida conforme el producto se pone dentro de la bolsa formada, incluso mientras está caliente. Esto se llama Pegado en Caliente (Hot Tack). La pegajosidad en caliente se mide por cuan lejos se separara un sello cuando esta sujeto a una carga conforme se separan las mordazas de sellado. Al igual que con el termosellado, se puede producir una curva de resistencia de sellado vs temperatura y también se puede producir una curva de pegado en caliente como función de la temperatura. Y para muchas aplicaciones es la superposición de los perfiles de la fuerza de sellado y pegajosidad en caliente, la cual define el verdadero rango de sellado de la película como se muestra en la Figura 2.

FIGURA 2. Rangos de temperatura combinados fuerza de termosellado y pegado en caliente de una película de PPBO de tres capas de amplio rango de sellado. El traslape entre la fuerza de sellado y pegado en caliente aceptable define el rango verdadero de sellado para la película. 

El pegado en caliente es una característica de sellado mucho más importante para el embalaje en máquina FLLSV que para FLLSH. Esto es porque en el maquinado FLLSH, la película es agarrada y jalada por un sello de aleta más baja y el producto se coloca en el empaque formado, conforme este es llevado por el sello de aleta. De manera que hay poco o ningún esfuerzo sobre los sellos de los extremos cuando se forman, por lo general por un corte rotativo.

Pero en FLLSV, el sello inferior se forma cuando el sello de tope de las bolsas anteriores esta formado y la bolsa se corta y libera de la bobina restante de arriba. Una vez que la bolsa cortada esta libre, la mordaza de sellado se abre y se mueve hacia arriba para agarrar la bolsa en formación, después se llena y la película avanza, conforme forma el sello superior y la bolsa llena cortada queda libre.

Durante esta secuencia el producto se descarga directamente dentro de la bolsa sobre el aun caliente sello inferior. Esto coloca una fuerza de separación sobre el sello caliente y es la pegajosidad en caliente del sellante la que mantiene la bolsa junta y evita que el producto abra el sello inferior. Así que para las operaciones de FLLSV, la pegajosidad en caliente es quizás la propiedad más crítica del termosellado. La pegajosidad en caliente parece estar relacionada con la velocidad de recristalización de la resina sellante.

En mi próximo articulo, nos centraremos en cómo la tecnología de polimerización se puede utilizar para producir polímeros con la combinación más deseable de TIS del sellado y pegajosidad en caliente en la superficie termosellable.

Dr. Eldridge M. Mount
Converting Quarterly
6 Setiembre 2016

Automatización del embalaje flexible

Muchas empresas fabricantes de productos de consumo, inician sus operaciones envasando manualmente con bolsas preformadas impresas o sin impresión y su inversion mayor comprende baldes, jarras, embudos de metal o plástico, etiquetas, pegamentos y una selladora. Así entregan sus productos terminados, facturan, crecen. Estas empresas pequeñas generan puestos de trabajo, no muy bien pagados, pero que ayudan a la gente a tener un ingreso regular.

Al cabo de varios años, estas empresas ya tienen un volumen mayor de producción, están llenas de personas trabajando en el envasado y ya sea porque necesitan producir mas o porque necesitan mejorar su productividad, deciden automatizar esta operación.

Hoy en día, la producción automática es esencial. No se puede obtener consistencia de producto ni volumen de otra forma. Aumentar la producción en una forma económica es una tarea difícil y compleja. El profesional de embalaje, a cargo de tal proyecto, debe tener un fuerte apoyo de la gerencia, producción, mantenimiento y proveedores. Si este apoyo no está totalmente integrado con todos los involucrados jugando un rol activo se producirán demoras, errores y costos mas altos.

Hay cuatro opciones para aumentar la producción:

• Comprar equipo nuevo y moderno. 
• Modificar el equipo existente. 
• Comprar equipo reacondicionado. 
• Contratar servicio de empaque externo. 

Los factores que influenciarán esta elección son:

• Disponibilidad interna del equipo 
• Demanda comercial del producto 
• El lapso en el cual debe fabricarse el producto 
• Volumen de producción 
• Estándares de calidad 
• Restricciones de espacio 
• Requerimientos de instalación 

Lo que hemos visto en la practica es que la mayoría opta por una formadora llenadora selladora (flls) vertical por varias razones:

• Existe producción nacional con un precio asequible y una entrega rapida
• La inversion inicial es mas baja
• Hay una amplia gama de oferta de rollos impresos

Sin embargo, hay casos en que es mas conveniente usar una flls horizontal o una llenadora selladora (lls) de bolsas preformadas. Por ejemplo cuando se necesita bolsas con sellos muy seguros, cuando se tienen que llenar varios productos a la vez,cuando la bolsa recibirá despues del sellado un tratamiento térmico.

En cualquier caso, es muy importante, dado el volumen de la inversion, tener a mano la opinión de un profesional enterado y experimentado para que nos asesore en la compra.

Como competir con las maquinas chinas, taiwanesas, koreanas

Packaging News
Noviembre 5, 2010
Los fabricantes europeos de envasadoras de formar, llenar, sellar están siendo amenazados por los proveedores de bajo costo del lejano oriente. Lynda Searby nos cuenta como están respondiendo.

Visitando cualquier feria comercial europea, nos damos cuenta que cada vez mas fabricantes chinos, coreanos y taiwaneses de equipo de formar, llenar, sellar (FLLS) están ocupando espacio como exhibidores.

“Esto ha estado pasando en los últimos diez años y ha sido particularmente notorio en Interpack 2008" reporta Tim Moulsdale, gerente general en Europa de TNA, fabricante a las maquinas verticales Robag.

"Veinte años atrás, los japoneses reprodujeron la tecnología occidental y ganaron una participación de mercado basados en sus bajos precios. Luego, 10 años después, las bolseras chinas y taiwanesas comenzaron a seguir los pasos de las bolseras japonesas."

De acuerdo a Moulsdale, con una década de experiencia, las bolseras chinas y taiwanesas han mejorado y los fabricantes también han podido reducir sus precios. Como resultado, ellos ahora están exportando a Europa y EUA con mas confianza.

El argumento clave de venta de estas maquinas es que son baratas. Son tan baratas, de hecho, que un comprador podría, teóricamente, comprar dos maquinas chinas por el precio de una maquina europea o americana y aun salir con dinero en el bolsillo.

Suena como un gran negocio y no dudamos que la maquina funcionara bien para algunos clientes. Aun cuando los fabricantes europeos tiene problemas para competir en precio con los nuevos proveedores, ellos vehementemente argumentan que la opción mas barata es una falsa economiza.

Al igual que muchos productos asiáticos, una gran parte de la diferencia de precio esta relacionada con el menor costo de la mano de obra. Pero el argumento de los fabricantes europeos se centra en dos áreas: calidad de construcción y funcionalidad de las maquinas.

Moulsdale de TNA, por ejemplo, dice que una diferencia clave es que las bolseras chinas tienden a a ser maquinas de movimiento intermitente, queriendo decir que estas corren mas despacio que sus competidores de movimiento continuo producidas en Europa. Ellas también carecen de la flexibilidad de sus contrapartes occidentales, dice, porque generalmente tienen menores opcionales y por lo tanto, restringen las aplicaciones en las cuales pueden ser empleadas.

Otros apuntan a una diferencia en la calidad de los componentes. Michael Lindsay, director de ventas de Integrapak, la cual representa Winpak, Volpak y Shwarze Automation en Inglaterra, dice: "Las maquinas chinas generalmente compran localmente los componentes, los cuales son menos confiables y la calidad del acero no siempre es tan buena."

Mas aun, muchos fabricantes europeos creen que las maquinas hechas por las marcas del lejano oriente son un poco mas que imitaciones de las maquinas europeas. Pero, argumenta Michael Dann, gerente comercial del grupo Ilapak, el hecho de que parezcan iguales no significan que ellas son. "Una maquina copiada podría correr solo a la mitad de la velocidad, la calidad del sellado podría no ser tan buena y la presentación del empaque tampoco seria tan buena," dijo.

Podríamos argumentar que esto, particularmente no importa que la calidad de la construcción no es tan buena si estas pagando la mitad del precio. Pero el costo de capital es solo una fracción del costo total de la maquina, y como apunta Moulsdale-TNA, el costo de la propiedad a lo largo de la vida del equipo es la medida real de su valor económico.

Los factores en adición al capital que determinan el costo de la propiedad incluyen el servicio y apoyo técnico, los cuales, de acuerdo a Norman Nanetti, gerente de producto de Marchesini, fabricantes de maquinas FLLS para farmaceuticos, son "casi inexistentes" para las maquinas chinas.

Ilapak prefiere hablar de costo por empaque en vez de costo de capital. Usando esta medida, Dann dice que el buen servicio, confiabilidad, y eficiencia del equipo y el apoyo local resultan siendo mas importantes que el costo del capital.

A pesar del obvio atractivo de un precio bajo. Dan reclama que las maquinas chinas han hecho entradas significativas en el "extremo bajo" del mercado como una alternativa al equipo usado. Por ahora, al menos, los proveedores de equipo FLLS de media y alta calidad no han sido realmente afectados por el fenómeno asiático.

Pero, aunque las maquinas china no representen ahora una gran amenaza, ellos podrian serla en el futuro, y algunos fabricantes europeos se están ya preparando. Ilapak, por ejemplo, ha abierto una planta de fabricación en China.

"Si los proveedores chinos pueden ofrecer equipo eficiente y confiable respaldado por un buen servicio, al tercio del precio que las empresas europeas facturan, entonces si tenemos un problema," dice Dann. "Pero para hacer eso, ellos necesitarían instalar cadenas de distribución en Europa y ellos podrían encontrar que el costo de hacerlo podría eliminar su ventaja competitiva."

Novedades de fabricación europea

• PFM ha lanzado la maquina FLLSV Super Nova, la cual puede producir 250 ppm en MAP, afirmando que es la maquina mas rapida con capacidad de MAP.
• El miembro mas nuevo de la familia Robag de TNA, la Robag 3c, dice ofrecer mayor control del operador y calidad del sello trasero mediante una nueva "barra de sellado trasero", mejorando significativamente los niveles de vacío, menor desgaste de fajas via un comando frontal/comando vacío trasero, mayor confiabilidad y operación sin problemas debido a un nuevo brazo danzarín.
• La nueva envolvedora horizontal (flow wrapper) Carrera 1000PC de Ilapak, reduce el desperdicio de empaque con la eliminación de la necesidad de una bandeja, dice la empresa. Esta empaca sin apoyo vegetales frescos como tomates, paltas, pimientos,puerros y cebollas. 
• Ilapak ha actualizado también su envolvedora horizontal Delta 2000 LD para la industria avícola. Es capaz de envolver piezas completa con o sin bandeja y usa tecnología de envoltura encogible para cambio rápidos de formato y producción mas una presentación mejorada del empaque.

PFM Super Nova

TNA Robag 3c

Ilapak Carrera 1000PC

Ilapak Delta 2000 LD