Considérations en matière de thermoscellage pour systèmes de barrière stérile

L'adhérence des matériaux et le pouvoir adhésif d'un procédé d'emballage par thermoscellage dépend de plusieurs facteurs, notamment de la durée de contact du scellage, de la température de scellage, de la pression de scellage, des caractéristiques de l'adhésif et même de la méthode d'essai utilisée pour mesurer le pouvoir adhésif. Les joints doivent être suffisamment solides pour supporter des conditions rigoureuses de transport et de manutention, tout en étant faciles d'accès pour les utilisateurs finaux, qui doivent être en mesure d'ouvrir les emballages stériles en observant les techniques d'asepsie. L'optimisation du procédé de thermoscellage et l'homogénéité de la production d'emballages présentant un pouvoir adhésif approprié sont essentielles car elles peuvent avoir des conséquences directes sur l'efficacité des produits et la sécurité du patient.

Durée de contact du scellage

La durée de contact du scellage désigne la durée pendant laquelle les éléments thermiques d'un procédé d'emballage (pinces, plaques, barres, etc.) sont en contact avec le(s) substrat(s). Le thermoscellage peut se fait sur une seule face ou sur deux faces. Les deux matériaux s'unissent pour former une adhérence ou un joint. Il est important de comprendre la manière dont l'équipement mesure la durée de contact afin de déterminer la « durée de contact réel », qui désigne la durée pendant laquelle les toiles sont compressées. Cela est important car les commandes de l'équipement de thermoscellage diffèrent et le temps de cycle peut inclure ou non le temps nécessaire à la machine pour se mettre en position de fermeture finale. Toute variation des taux des matériaux atteignant leur température d'amorçage de scellage, même de l'ordre de fractions de secondes, peut avoir un effet significatif sur le pouvoir adhésif.

Température de scellage

Le procédé de thermoscellage, tel que décrit précédemment, unit deux matériaux et crée une adhérence. Pour créer cette adhérence, l'un des matériaux porte généralement une couche d'étanchéité à sa surface. Les éléments thermiques de l'équipement d'emballage par thermoscellage sont portés à une température suffisamment élevée pour faire fondre ou activer l'adhésif.

Les principaux facteurs du thermoscellage, à savoir la durée, la température et la pression, sont interactifs. La modification ou l'ajustement de l'un de ces facteurs nécessite la modification ou l'ajustement d'un ou plusieurs des autres facteurs. Il est important de trouver un bon équilibre entre durée, température et pression pour obtenir le pouvoir adhésif et le transfert visuel du joint souhaités. Selon la température d'activation de l'adhésif, le fait d'augmenter la température et de diminuer la durée de contact ou le fait de baisser la température et d'augmenter la durée de contact peut produire des joints plus homogènes sans pour autant que Tyvek® ne devienne transparent. Les températures doivent être suffisamment élevées pour activer la couche d'étanchéité tout en ne surchauffant pas la surface du matériau et n'entraînant pas un effet de transparence trop accentué.

Il est recommandé d'optimiser le procédé de thermoscellage à l'aide d'outils tels que Design of Experiments. Vous bénéficierez ainsi d'un procédé de thermoscellage qui produira systématiquement des joints satisfaisants et qui est capable d'optimiser votre rendement énergétique, votre flux de production et votre efficacité opérationnelle.

Pression de scellage

Le troisième facteur important dans le thermoscellage est la pression à laquelle l'équipement réunit et maintient les deux matériaux ensemble pour former le joint. Il est important de connaître la véritable pression à laquelle sont exposés les substrats car cette valeur est souvent différente de la pression d'entrée ou du point de réglage sur les commandes de la machine. Il existe de nombreuses techniques pour mesurer la pression de scellage, du capteur de papier aux technologies plus sophistiquées de capteurs électroniques. Pour la plupart des matériaux de thermoscellage, la pression est le facteur le moins important parmi les trois facteurs requis pour fabriquer un joint thermique.

Autres facteurs

Les trois principaux facteurs pour le thermoscellage, la durée de contact, la température et la pression, peuvent faire varier considérablement le pouvoir adhésif. Néanmoins, d'autres facteurs en rapport avec le temps, la température et la pression peuvent également avoir des conséquences sur les joints thermiques. Les facteurs les plus courants sont les suivants :

  • les variations de la température du cylindre d'impression—les « points chauds » ou « points froids » ;

  • un transfert de chaleur non uniforme en raison d'une pression ou d'un contact irréguliers provoqués par un cylindre gondolé ou mal aligné ;

  • Épaisseur ou variations du matériau

Pour obtenir un pouvoir adhésif uniforme qui permet de produire des joints ouvrables proprement et suffisamment résistants pour supporter les conditions rigoureuses rencontrées lors du transport, il est important de développer un procédé de thermoscellage solide en optimisant la durée de contact, la température et la pression pour certaines combinaisons de matériaux spécifiques.