Scellage ultrasonique : cap sur la durabilité

Les mono-matériaux et les papiers complexes sont de plus en plus tendance dans l’industrie de l’emballage. Le nombre de demandes concernant de nouveaux matériaux recyclables ne cesse d’augmenter au sein du laboratoire d’ultrasons d’Herrmann Ultrasons. Beaucoup de grandes entreprises agroalimentaires se sont fixé des objectifs de durabilité élevés et testent les nouveaux matériaux. Parallèlement, la méthode du scellage ultrasonique pour les composites de carton avec et sans barrière d’aluminium a d’ores et déjà fait ses preuves. Les bioplastiques comme l’APL affichent également de bonnes propriétés en matière de scellage ultrasonique, comme en témoignent les capsules de café.

L’emballage mono-matériau représente un point de départ pour une économie circulaire authentique et une augmentation du taux de recyclage. Cela signifie par exemple que les films ne sont plus constitués de plusieurs couches de différents plastiques, mais d’une ou plusieurs couches d’un seul et même matériau. Ce concept a toutefois des conséquences pour les procédés conventionnels tels que le soudage par induction et le thermosoudage par procédé de contact. Le soudage par induction ne fonctionne pas sans aluminium, et le thermosoudage par procédé de contact est généralement très limité pour les papiers complexes en raison de leur effet isolant.

Les avantages du scellage ultrasonique profitent grandement à la tendance actuelle de l’emballage mono-matériau. Les ultrasons génèrent de l’énergie thermique uniquement à l’intérieur de la zone de scellage. La couche de support n’est pas fondue, même si celle-ci est fabriquée dans le même matériau. Autrement dit, la quantité d’énergie introduite peut être définie avec une grande précision, ce qui représente un avantage de taille pour les mono-matériaux qui ont tendance à avoir une fenêtre de traitement plus petite.

Des limites de traitement plus étroites peuvent être maintenues

Robert Hueber, Directeur de l’unité PACKAGING chez Herrmann Ultrasons : « La technologie ultrasons peut également fournir de bons résultats de scellage avec des limites de traitement étroites, notamment en matière d’étanchéité et d’apparence esthétique. La dilatation thermique est réduite au maximum. Les procédés de scellage thermique présentent des inconvénients liés à l’introduction d’une chaleur excessive, en particulier dans le soudage à haute vitesse de films composés de mono-matériaux. Il peut en résulter un allongement incontrôlé du film et donc une altération de la procédure. » 

Les mono-matériaux sont également plus sensibles aux phénomènes de rétrécissement de film en raison de couches de support moins stables, tant sur le plan thermique que mécanique. L’apparence esthétique de la jointure de scellage peut se voir compromise et des phénomènes d’adhérence sont possibles. Le scellage ultrasonique prévient ce risque étant donné que cette méthode implique des outils froids. Cette condition a, à son tour, un effet positif sur les temps d’arrêt et le besoin en matériaux d’usure, comme par exemple des bandes de Téflon à haute température. Les ultrasons ont besoin d’énergie uniquement durant l’opération de scellage à proprement parler. Par conséquent, ce procédé n’implique pas de consommation d’énergie élevée en mode veille, à la différence des autres méthodes de scellage thermique. Les outils sont immédiatement opérationnels sans avoir besoin de chauffer, un autre avantage qui contribue à la réduction de la charge sur l’environnement.

Bon à savoir : la différence majeure avec le scellage ultrasonique est que la chaleur est générée uniquement à l’intérieur de la jointure de scellage.

Le scellage ultrasonique est devenu une véritable alternative au scellage thermique pour diverses applications telles que la nourriture humide contenant des protéines et les boissons sucrées en sachet, ainsi que la salade et les produits poudreux. La différence par rapport au scellage conventionnel à l’aide de mâchoires thermiques réside dans la manière dont la chaleur est générée. Alors que dans le cas des mâchoires de scellage thermique, la chaleur provient de l’extérieur, et chauffe donc la couche de support avec un risque de l’altérer, dans le scellage ultrasonique, la chaleur est générée par les vibrations ultrasons à l’intérieur de la couche de scellage. Ce procédé veille à ce que les couches de scellage soient liées au niveau moléculaire avant qu’une conduction thermique indésirable soit générée à travers l’ensemble du matériau d’emballage. Par conséquent, l’emballage peut être fermé avec beaucoup plus de douceur au regard du type d’emballage et du matériau de remplissage. Les risques de rétrécissement et de fuite sont minimisés.