Индукционное уплотнение

Индукционная герметизация - это процесс склеивания термопластичных материалов с помощью индукционного нагрева . Это включает контролируемый нагрев электропроводящего объекта (обычно алюминиевой фольги) за счет электромагнитной индукции за счет тепла, выделяемого в объекте вихревыми токами .

Индукционное уплотнение используется во многих отраслях производства. В упаковке он используется для изготовления упаковок, таких как формирование трубок из гибких материалов, прикрепление пластиковых крышек к формам упаковки и т. Д. Вероятно, наиболее распространенным применением индукционного запечатывания является запечатывание крышки , бесконтактный метод нагрева внутреннего уплотнения ^{[1] [2]} , чтобы герметизировать верхнюю часть пластиковых и стеклянных контейнеров. Этот процесс запечатывания происходит после того, как контейнер наполняется и закрывается крышкой. ^[3]

Внутреннее уплотнение с индукционным уплотнением

Процесс запечатывания [ править ]

Автоматический безводный индукционный герметик

Индукционный запайщик с конвейером

Укупорочное средство подается в разливочную машину с уже вставленным вкладышем из алюминиевой фольги . Несмотря на то, что на выбор предлагаются различные лайнеры, типичный индукционный лайнер является многослойным. Верхний слой представляет собой бумажную массу, которую обычно точечно приклеивают к крышке. Следующий слой - воск, который используется для приклеивания слоя алюминиевой фольги к пульпе. Нижний слой представляет собой полимерную пленку, ламинированную фольгой. После наложения колпачка или укупорочного средства контейнер проходит под индукционной катушкой , которая излучает колеблющееся электромагнитное поле . Когда контейнер проходит под индукционной катушкой (герметизирующей головкой), проводящий вкладыш из алюминиевой фольги начинает нагреваться из-за вихревых токов.. Тепло плавит воск, который впитывается в целлюлозную основу и освобождает фольгу от крышки. Полимерная пленка также нагревается и стекает по краю емкости. При охлаждении полимер создает сцепление с контейнером, в результате чего продукт становится герметично закрытым. Ни контейнер, ни его содержимое не подвергаются отрицательному воздействию, а выделяемое тепло не вредит содержимому. ^[4]

Возможен перегрев фольги, что приведет к повреждению герметизирующего слоя и любых защитных барьеров. Это может привести к неисправным уплотнениям даже через несколько недель после первоначального процесса герметизации, поэтому правильный выбор индукционного уплотнения жизненно важен для определения точной системы, необходимой для работы конкретного продукта.

Уплотнение может быть выполнено с помощью ручного устройства или конвейерной системы.

Более поздняя разработка (которая лучше подходит для небольшого числа применений) позволяет использовать индукционное уплотнение для наложения фольги на контейнер без необходимости укупорки. В этом случае фольга поставляется предварительно нарезанной или в рулоне. Если он поставляется в катушке, он вырезается и переносится на горлышко контейнера. Когда фольга находится на месте, она прижимается уплотнительной головкой, включается индукционный цикл и уплотнение прикрепляется к контейнеру. Этот процесс известен как прямое нанесение или иногда индукционная герметизация без колпачка.

Причины, по которым индукционная герметизация может быть полезной [ править ]

Ручной индукционный герметик

Компании выбирают индукционное уплотнение по разным причинам:

• Доказательства подделки
• Предотвращение утечек
• Сохранение свежести
• Защита от кражи посылки
• Устойчивость
• Скорость производства

Доказательства вскрытия [ править ]

В соответствии с правилами Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), касающимися упаковки с защитой от несанкционированного доступа , упаковщики фармацевтических товаров должны найти способы их соблюдения, как указано в разд. 450.500 Требования к защищенной от несанкционированного доступа упаковке некоторых безрецептурных лекарственных препаратов (CPG 7132a.17).

Системы индукционного уплотнения соответствуют этим государственным постановлениям или превосходят их. Как указано в разделе 6 Упаковочных систем:

«… 6. ВНУТРЕННИЕ УПЛОТНЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА. Бумага, термопласт, пластиковая пленка, фольга или их комбинация герметично закрывают горловину контейнера (например, бутылки) под крышкой. Чтобы открыть контейнер и удалить продукт, необходимо порвать или сломать пломбу. Пломба не может быть снята и наложена повторно, не оставив видимых следов входа. Уплотнения, налагаемые на пластиковые контейнеры путем индукции нагрева, по-видимому, обладают более высокой степенью защиты от несанкционированного доступа, чем те, которые зависят от клея для создания соединения… »

Предотвращение утечек / защита [ править ]

Некоторые судоходные компании требуют, чтобы жидкие химические продукты были запечатаны перед отправкой, чтобы предотвратить попадание опасных химикатов на другие грузы.

Свежесть [ править ]

Индукционная герметизация предотвращает попадание нежелательных загрязняющих веществ в пищевые продукты и может способствовать увеличению срока хранения некоторых продуктов.

Защита от краж [ править ]

Индукционно запечатанные контейнеры помогают предотвратить попадание продукта внутрь, оставляя заметные остатки на пластиковых контейнерах от самого вкладыша. Фармацевтические компании покупают вкладыши, которые намеренно оставляют на бутылках остатки пленки / фольги. Пищевые компании, использующие индукционные уплотнения, не хотят, чтобы остатки вкладыша могли повлиять на сам продукт при выдаче. Они, в свою очередь, помещают на изделие уведомление о том, что оно подверглось индукционной герметизации для их защиты; сообщить потребителю, что он был запломбирован при выходе с завода, и он должен проверить целостность пломбы перед использованием.

Устойчивость [ править ]

В некоторых применениях индукционная герметизация может рассматриваться как способствующая достижению целей устойчивости, позволяя снизить вес бутылки, поскольку для ее безопасности упаковка зависит от наличия индукционной фольги, а не механически прочного горлышка и крышки. ^[5]

Анализ индукционного нагрева [ править ]

Некоторые производители создали устройства, которые могут контролировать напряженность магнитного поля, присутствующего на индукционной головке (прямо или косвенно, с помощью таких механизмов, как считывающие катушки), динамически прогнозируя эффект нагрева в фольге. Такие устройства обеспечивают поддающиеся количественной оценке данные после сварки в производственной среде, где важна однородность, особенно в таких параметрах, как прочность фольги на отслаивание. Анализаторы могут быть портативными или предназначены для работы в сочетании с конвейерными ленточными системами.

Методы высокоскоростного анализа мощности (измерение напряжения и тока в режиме, близком к реальному времени) могут использоваться для перехвата подачи энергии от сети к генератору или от генератора к головке для расчета энергии, подаваемой на фольгу, и статистического профиля этого процесса. Поскольку теплоемкость фольги обычно статична, такая информация, как истинная мощность, кажущаяся мощность и коэффициент мощности, может использоваться для прогнозирования нагрева фольги с учетом параметров окончательной сварки и динамическим образом.

Многие другие производные параметры могут быть рассчитаны для каждого сварного шва, что дает уверенность в производственной среде, которую значительно труднее достичь в системах теплопередачи, где анализ, если он присутствует, обычно проводится после сварки как относительно большая тепловая масса нагревательных и проводящих элементов вместе. ухудшают резкую смену температуры. Индуктивный нагрев с количественной обратной связью, такой как обеспечиваемый методами анализа мощности, дополнительно допускает возможность динамической корректировки профиля доставки энергии к цели. Это открывает возможность систем с прямой связью, в которых свойства индукционного генератора регулируются почти в реальном времени по мере протекания процесса нагрева, что позволяет задавать определенный профиль нагрева и последующую обратную связь по соответствию, что обычно нецелесообразно для процессов кондуктивного нагрева.

Преимущества индукционного уплотнения по сравнению с кондуктивным уплотнением [ править ]

Для кондуктивного уплотнения требуется пластина из твердого металла, обеспечивающая идеальный контакт с герметизируемым контейнером. Системы кондуктивного уплотнения задерживают время производства из-за необходимого времени прогрева системы. ^{[ необходима цитата ]} У них также есть сложные датчики температуры и нагреватели.

В отличие от систем кондуктивного уплотнения, индукционные герметизирующие системы требуют очень мало ресурсов энергии, обеспечивают мгновенное время запуска и имеют герметизирующую головку, которая при герметизации может соответствовать контейнерам, не соответствующим спецификации. ^{[ необходима цитата ]}

Индукционная герметизация также дает преимущества при герметизации стекла: использование проводящего герметика для герметизации простой структуры фольги на стекле не дает допуска или сжимаемости, чтобы учесть любые неровности отделки поверхности стекла. С индукционным герметиком контактная поверхность может быть из сжимаемого материала, обеспечивая идеальное соединение каждый раз ^{[ необходима ссылка ]}

Разнообразие продуктов, в которых используется индукционная герметизация [ править ]

• Фармацевтическая
• Нутрицевтики
• Еда
• Молочный
• Напиток
• Косметика , здоровье и красота
• Автомобильные нефтяные продукты
• Химическая
• Сельское хозяйство и агрохимия.
• Уход за животными и лекарства
• Товары для спорта
• Детские игрушки (глины, пузыри и т. Д.)
• Пасты
• Краски
• Товары для ремонта дома
• Расходные материалы для музыкальных инструментов (чистящие средства, смолы, смазки, полироли)
• Стоматологический
• Товары для личного удовольствия
• Вспомогательные средства для охоты / рыбалки
• Компьютерные пособия / чернила
• Стиральный порошок / товары
• Принадлежности для производственных цехов
• Школьные принадлежности
• Чернила, красители , углеродные продукты….
• Презервативы

История [ править ]

• 1957-1958 - Оригинальная концепция и метод индукционного запечатывания задуман и испытан Джеком Палмером (в то время инженером-технологом в FR Corporation - Бронкс, штат Нью-Йорк) как средство решения проблемы утечки жидкости из полиэтиленовых бутылок во время транспортировки.
• 1960 - Патент США 2 937 481 выдается Джеку Палмеру, в котором его концепция и процесс индукционного уплотнения обнародованы.
• Середина 1960-х - индукционное уплотнение используется во всем мире.
• 1973 - Представлен первый твердотельный герметик для крышек
• 1982 - Убийства тайленола в Чикаго
• 1983 - Первый транзисторный источник питания с воздушным охлаждением для герметизации индукционных колпачков.
• 1985 - Дебют технологии универсальной катушки
• 1992 - Представлен герметик на базе IGBT с водяным охлаждением.
• 1997 - Представлены безводные герметизаторы крышек (вдвое меньшего размера и относительно не требующие обслуживания)
• 2004 г. - введена система мощностью 6 кВт.

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Ям, KL, «Энциклопедия упаковочных технологий», John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6 

Внешние ссылки [ править ]

• Правила FDA в отношении упаковки с защитой от несанкционированного доступа
• http://www.enerconind.co.uk/