Sistema de sellado con calor.

Un sistema de sellado por calor para el sellamiento entre sí de dos capas de película yuxtapuestas a través de unsello longitudinal continuo,

que comprende:

a. un dispositivo de sellado por calor (12), que comprende:

1) una fuente de calentamiento (24), capaz de producir calor,

2) un conductor térmico (26), que encapsula al menos una porción de dicha fuente de calentamiento y es capaz deasumir una temperatura que corresponda, al menos en parte, al calor producido por dicha fuente de calentamiento,

b. un mecanismo de transporte (88a, 88b) para transportar las capas de película contra y en contacto deslizante condicha superficie de contacto de sellado por calor de dicho dispositivo de sellado por calor (12) de tal manera que lascapas de película se sellan entre sí en la forma de un sellado longitudinal continuo, estando dicho mecanismo detransporte adaptado para transportar las capas de película a diferentes velocidades;

c. un dispositivo para medición de la temperatura (48), al menos una porción del cual está encapsulado con dichafuente de calentamiento (24) en dicho conductor térmico (26); y

d. un controlador (16) en comunicación operativa con dicha fuente de calentamiento y con dicho dispositivo paramedición de la temperatura (48), estando dicho controlador adaptado para1) recibir la entrada de dicho dispositivo para medición de la temperatura (48), que es indicativa de la temperatura dedicho conductor térmico, y

2) enviar fuera de dicha fuente de calentamiento (24), que provoca que dicha fuente de calentamiento produzca máscalor, menos calor, o una cantidad inalterada de calor,

por medio de lo cual dicho controlador (16) determina la temperatura de dicho conductor térmico (26),caracterizado porque

el dispositivo de sellado por calor (12) comprende además

3) un aislante térmico (28), que rodea sustancialmente dicho conductor térmico (26) pero deja una porción del mismoexpuesta, proporcionando dicha porción expuesta de dicho conductor térmico (26) una superficie de contacto desellado por calor, que se adapta para ser puesta en contacto por deslizamiento con las capas de películayuxtapuestas; y

dicho controlador (16) se adapta para cambiar dicha temperatura con base en los cambios de la velocidad a la cualse transportan las capas de película.

Sistema de sellado con calor

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo para materiales de sellado, tales como película plástica y, más particularmente, a un dispositivo de sellado por calor mejorado que tiene una fuente de calor encapsulada dentro de un conductor térmico.

Existen varios tipos de máquinas para la formación de envases a partir de películas plásticas. En tales máquinas, se incluyen uno o más dispositivos de sellado por calor para sellar entre sí las películas plásticas con el fin de crear y/o sellar en forma hermética los contenedores.

En el campo del embalajes, por ejemplo, muchos tipos de máquinas forman cojines inflados mediante el inflado de un contenedor flexible, por ejemplo, una bolsa, con aire, y luego sellar en forma hermética el contenedor inflado. Los contenedores inflables pueden ser preformados y dispuestos en serie en una banda flexible, con sólo una junta de cierre longitudinal formada en la abertura de los contenedores por medio del dispositivo de sellado por calor, en donde "longitudinal" se refiere a la dirección en la que se mueve la banda a medida que es transportada a través de la máquina. Alternativamente, se pueden formar los contenedores a partir de un par de capas de película yuxtapuestas, en donde un dispositivo de sellado por calor forma un sello longitudinal entre regiones yuxtapuestas de los bordes de las películas para formar un borde longitudinal cerrado, mientras que deja el borde longitudinal opuesto abierto; otro dispositivo de sellado por calor crea sellos transversales entre las dos capas de película para formar los contenedores, con el borde longitudinal abierto que proporciona aberturas en los contenedores para ser inflados; y un tercer dispositivo de sellado por calor forma un sello longitudinal en el borde longitudinal abierto para sellar herméticamente las aberturas después de que se han inflado los contenedores. Alternativamente, se puede utilizar una sola capa de película, que se 'pliega en el centro' en dirección longitudinal, de tal forma que el pliegue forma el borde longitudinal cerrado; en este caso, sólo se requiere un dispositivo de sellado longitudinal con calor. Ejemplos de tales máquinas se pueden encontrar, por ejemplo, en las patentes de los estados Unidos Nos. 6.598.373, 7.220.476 y 7.225.599.

Otro método para producir cojines de embalaje se conoce como embalaje 'con formación de un espumado en el sitio', en donde una máquina produce contenedores flexibles, por ejemplo, bolsas, a partir de una película plástica flexible, y dispensa una composición que puede formar una espuma en los contenedores a medida que están siendo formados. A medida que la composición se expande formando una espuma dentro del contenedor, se sella el mismo y normalmente se lo deja caer en un cartón, por ejemplo, una caja, que contiene el objeto que va a ser amortiguado. La espuma en crecimiento se expande en el espacio disponible dentro de la caja de cartón, pero lo hace dentro del contenedor. Debido a que las bolsas son elaboradas de plástico flexible, forman cojines de espuma individuales a la medida alrededor de los objetos embalados. Como parte del mecanismo de formación del contenedor, se proporciona generalmente un dispositivo de sellado por calor para la formación de un sello longitudinal por calor. Se describen ejemplos de tales tipos de aparatos de embalaje, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos Nos. 4.800.708, 4.854.109, 5.027.583, 5.376.219, 6.003.288, 6.472.638, 6.675.557 y 7.607.911, y en la publicación de los Estados Unidos No. 2007-0252297-A1.

Mientras que las máquinas anteriores para la fabricación de cojines de embalaje llenos de aire y rellenos de espuma se han utilizado ampliamente y en forma comercialmente exitosa, continuamente se busca su mejora. Un aspecto particular en donde se desea la mejora se refiere a la forma en la que se sellan entre sí las capas de película, especialmente en dirección longitudinal, es decir, la dirección en la que las capas de película se mueven a medida que son transportadas a través de la máquina.

Los presentes inventores han determinado que un factor importante en la elaboración de buenos sellos por calor es la estabilidad en la temperatura a la cual se aplica el calor a las películas durante la formación de la unión. La selección de la temperatura correcta a aplicar durante el sellado por calor se lleva a cabo comúnmente por parte de los operadores de las máquinas que elaboran el cojín a través de una experimentación de rutina, por ejemplo, por ensayo y error. Si la temperatura es demasiado alta, el dispositivo de sellado por calor se puede derretir a través de las películas sin sellarlas; si la temperatura es demasiado baja, no se produce el sellamiento o es incompleto / débil. La selección de la temperatura correcta variará de una aplicación a otra, con base en una cantidad de factores operacionales, que incluyen la composición y el espesor de las capas de película que van a ser selladas, la presión a la cual las capas de película y el dispositivo de calentamiento se ponen en contacto, la velocidad a la cual se transporta la película, etc. Se pueden utilizar también algoritmos matemáticos para seleccionar la temperatura óptima, por ejemplo, con base en la entrada del operador y / o la entrada del sensor de los factores anteriores.

Además de la selección de la temperatura apropiada de sellado por calor, un factor que es igualmente importante para la formación de buenos sellamientos por calor consistentes es la capacidad del dispositivo de sellado por calor para mantener la temperatura seleccionada durante la formación de los sellos por calor. Un cantidad de factores pueden influir sobre la temperatura del dispositivo de sellado por calor, que incluyen la velocidad a la cual se transporta la película a través de la máquina. En muchas máquinas para elaboración de cojines de embalaje, se transporta la película a diferentes velocidades a través de la máquina. A medida que se aumenta la velocidad de la película, tiene más capacidad para remover el calor del dispositivo de sellado por calor, requiriéndose mayor potencia (energía eléctrica) para mantener la temperatura apropiada. Inversamente, a medida que se transporta la película más lentamente, no utiliza el calor tan rápido, requiriendo menos energía para lograr el sellamiento. Otros factores involucrados en la determinación de la potencia necesaria para lograr un sellado suficiente incluyen temperatura ambiente, acumulación de calor latente en los componentes de sellado, el espesor del material de la película, y la temperatura misma de la película, por ejemplo, se puede tomar un nuevo rollo de película de un lugar de almacenamiento que se encuentra frío e instalarlo en la máquina, donde alcanzará lentamente la temperatura ambiente.

Mientras que las máquinas convencionales de elaboración de cojines de embalaje tienen típicamente medios para controlar la temperatura del dispositivo de sellado por calor para lograr consistencia, se busca una mejora con el propósito de obtener un mayor grado de precisión, es decir, un menor grado de variación de la temperatura de la temperatura seleccionada.

Otro aspecto de los dispositivos convencionales de sellado por calor para los cuales se busca una mejora se refiere a la estructura de tales dispositivos. Los dispositivos convencionales de sellado por calor emplean, como fuente de calentamiento, un elemento de calentamiento eléctricamente resistivo, que genera calor a medida que pasa la electricidad a través suyo. Tales elementos de calentamiento están típicamente completamente expuestos, y entran en contacto directo con la película que va a ser sellada, lo cual resulta en el derretimiento de las capas de película. Cuando el dispositivo de sellado por calor derrite las capas de película, una franja exterior de una o ambas capas de película muy a menudo se separa del resto de la película y se enrolla alrededor del dispositivo de sellado por calor. Este problema, que se conoce como "corte de cinta”, resulta en la necesidad de tener que apagar la máquina elaboradora de cojines y extraer la franja de película del dispositivo de sellado por calor. Típicamente, la franja se encuentra firmemente enrollada alrededor del dispositivo y / o parcialmente derretida de tal manera que la remoción de la franja es un proceso difícil y demorado. Otra desventaja de los elementos de calentamiento “expuestos al aire” es que tal configuración limita la vida útil del elemento de calentamiento debido al contacto por fricción con la película y a la oxidación debida a la exposición al aire mientras se calienta.

El documento FR 2 619 339 A1 divulga un sistema de sellado por calor de acuerdo... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de sellado por calor para el sellamiento entre sí de dos capas de película yuxtapuestas a través de un sello longitudinal continuo, que comprende:

a. un dispositivo de sellado por calor (12) , que comprende:

1) una fuente de calentamiento (24) , capaz de producir calor, 2) un conductor térmico (26) , que encapsula al menos una porción de dicha fuente de calentamiento y es capaz de asumir una temperatura que corresponda, al menos en parte, al calor producido por dicha fuente de calentamiento,

b. un mecanismo de transporte (88a, 88b) para transportar las capas de película contra y en contacto deslizante con dicha superficie de contacto de sellado por calor de dicho dispositivo de sellado por calor (12) de tal manera que las capas de película se sellan entre sí en la forma de un sellado longitudinal continuo, estando dicho mecanismo de transporte adaptado para transportar las capas de película a diferentes velocidades;

c. un dispositivo para medición de la temperatura (48) , al menos una porción del cual está encapsulado con dicha fuente de calentamiento (24) en dicho conductor térmico (26) ; y

d. un controlador (16) en comunicación operativa con dicha fuente de calentamiento y con dicho dispositivo para medición de la temperatura (48) , estando dicho controlador adaptado para

1) recibir la entrada de dicho dispositivo para medición de la temperatura (48) , que es indicativa de la temperatura de dicho conductor térmico, y 2) enviar fuera de dicha fuente de calentamiento (24) , que provoca que dicha fuente de calentamiento produzca más calor, menos calor, o una cantidad inalterada de calor,

por medio de lo cual dicho controlador (16) determina la temperatura de dicho conductor térmico (26) ,

caracterizado porque el dispositivo de sellado por calor (12) comprende además 3) un aislante térmico (28) , que rodea sustancialmente dicho conductor térmico (26) pero deja una porción del mismo expuesta, proporcionando dicha porción expuesta de dicho conductor térmico (26) una superficie de contacto de sellado por calor, que se adapta para ser puesta en contacto por deslizamiento con las capas de película yuxtapuestas; y

dicho controlador (16) se adapta para cambiar dicha temperatura con base en los cambios de la velocidad a la cual se transportan las capas de película.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de sellado por calor (12) está en la forma de un cartucho reemplazable, que está fijado de forma desmontable a una pieza de soporte.