Saldatura a ultrasuoni per plastiche bio-based

Aumentare l’efficienza nella produzione di packaging in plastica BBP e BDCP è la strada da percorrere ai fini della transizione verso la circolarità degli imballaggi. Ed è anche l’obiettivo di Emerson che, con il sistema di saldatura a ultrasuoni BransonTM, pone sul mercato una tecnologia affidabile, precisa e a rispamio energetico, studiata per i nuovi materiali.

l 20% dei produttori e utilizzatori di packaging in plastica a livello globale si è impegnato a eliminare i rifiuti in plastica e l’inquinamento alla fonte, con la promessa che il 100% dei loro imballaggi dovrà essere riutilizzabile, riciclabile o compostabile entro il 2025. Tra i firmatari di questo impegno (a oggi più di 250 aziende nel gotha delle principali corporation) anche marchi famosi come Mars, Nestle, Walmart, SC Johnson, Unilever, Colgate-Palmolive, Apple, Coca-Cola, Johnson & Johnson, PepsiCo… Tutti nella catena di valore del packaging in plastica - dai produttori di resine e di imballaggi e film, fino ai distributori di prodotti e fornitori di tecnologia (Emerson compresa, Ndr), sentono dunque aumentare la pressione per l’adozione di soluzioni di imballaggio sostenibili nuove ed efficaci, realizzate in plastica a base biologica (BBP) e biodegradabile e compostabile (BDCP).

Confronto tra i controlli del processo di sigillatura delle confezioni.

Nuovi materiali richiedono tecnologie evolute (specializzate)

Nuovi materiali richiedono tecnologie evolute e specializzate In risposta alla crescente domanda di una maggiore sostenibilità ambientale, Emerson sta lavorando con cura per adattare i profili di saldatura delle sue tecnologie di packaging, dando modo ai produttori che utilizzano i nuovi BBP di assicurare le stesse prestazioni dei materiali tradizionali. Per qualsiasi prodotto, da sacchetti, buste e custodie a conchiglia a cartoni, barattoli di caffè, tappi, filtri, sigilli e altro ancora, il passaggio in corso dai tradizionali materiali di imballaggio in plastica a BBP e BDCP richiede un’evoluzione altrettanto rapida nella tecnologia di sigillatura.

Le plastiche a base biologica rappresentano dunque una sfida tecnica senza dubbio impegnativa. Dato che contengono una quantità inferiore di polimero, devono infatti essere trattate a temperature più basse e hanno una finestra di lavorazione “ristretta”. Inoltre, il gap tra le temperature alle quali si sciolgono e si sigillano efficacemente e quelle in cui iniziano a degradarsi e a perdere forza, o integrità di sigillatura, è minimo. La realizzazione di saldature ripetibili e di qualità richiede pertanto un controllo avanzato di temperatura, pressione e tempo di permanenza: un’operazione complessa da effettuare con i tradizionali metodi di sigillatura termica, che difficilmente possono raggiungere lo “sweet spot” (punto ottimale), essenziale per assicurare resistenza e alte prestazioni.

La saldatura a ultrasuoni BransonTM.

Le soluzioni Emerson a marchio Branson per la saldatura a ultrasuoni garantiscono saldature affidabili anche nelle applicazioni più delicate e complesse, offrendo un controllo del processo molto più sensibile e reattivo sommato a un considerevole rispamio energetico. Se le termosigillatrici tradizionali convogliano calore elevato dall’esterno verso l’interno, attraverso gli strati di plastica, fino all’interfaccia di sigillatura, le saldatrici a ultrasuoni, al contrario, utilizzano vibrazioni ad alta frequenza che creano calore di attrito nel punto dell’interfaccia plastica-plastica, producendo un processo di sigillatura “inside-out” che concentra il calore e utilizza dal 25% al 75% in meno di energia. Di fatto il consumo di energia avviene solo durante il breve ciclo di saldatura (in genere meno di 1 secondo), mentre le barre termosaldanti normalmente utilizzate applicano energia continua per mantenere la temperatura superficiale, indipendentemente dal fatto che stiano sigillando o meno. Oltre a ciò, la saldatura a ultrasuoni consente il controllo digitale a circuito chiuso, il monitoraggio del processo in tempo reale e la raccolta dati. L’apporto di energia può essere controllato fino al singolo joule, il carico aerodinamico al Newton, mentre, attraverso strumenti a ultrasuoni che risuonano a una frequenza esatta (in Hz), è possibile effettuare regolazioni dell’ampiezza su scala micrometrica, quindi molto precise. Gli utilizzatori hanno inoltre la possibilità di impostare parametri specifici nel processo di saldatura configurando allarmi che segnalano eventuali errori o incongruenze. In quanto bloccabili, tali allarmi consentono l’elaborazione automatizzata e la registrazione dei dati delle parti danneggiate.