WikiDer > Индукционное уплотнение

Induction sealing

Индукционное уплотнение это процесс склеивания термопласт материалы индукционный нагрев. Это включает контролируемый нагрев электропроводящего объекта (обычно алюминиевой фольги) путем электромагнитная индукция, за счет тепла, выделяемого в объекте вихревые токи.

Индукционное уплотнение используется во многих видах производства. В упаковка он используется для изготовления упаковки, такой как формирование трубок из гибких материалов, прикрепление пластиковых крышек к формам упаковки и т. д. Вероятно, наиболее распространенным применением индукционной запайки является крышка уплотнения, бесконтактный метод нагрева внутреннее уплотнение[1][2]к герметично запечатать вершина пластик и стекло контейнеры. Этот процесс запечатывания происходит после того, как контейнер наполняется и закрывается крышкой.[3]

Внутреннее уплотнение с индукционным уплотнением

Процесс герметизации

Автоматический безводный индукционный герметик
Индукционный запайщик с конвейером

Укупорочное средство поставляется в розлив с алюминиевая фольга слой лайнера уже вставлен. Несмотря на то, что можно выбирать из различных футеровок, типичная индукционная футеровка является многослойной. Верхний слой - это бумага мякоть, которая обычно приклеивается 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 индукционная катушка, который излучает колеблющуюся электромагнитное поле. Когда контейнер проходит под индукционной катушкой (уплотнительной головкой), токопроводящий алюминиевая фольга лайнер начинает нагреваться из-за вихревые токи. Тепло плавит воск, который впитывается в целлюлозную основу и снимает фольгу с крышки. Полимерная пленка также нагревается и стекает по краю емкости. При охлаждении полимер создает соединение 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 уплотнения, поэтому правильный выбор индукционного уплотнения жизненно важен для определения точной системы, необходимой для работы конкретного продукта.

Укупорку можно выполнить 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 емкости. Этот процесс известен как прямое нанесение или иногда индукционная герметизация без колпачка.

Причины, по которым индукционная герметизация может быть полезной

Ручной индукционный герметик

Компании выбирают индукционное уплотнение по ряду причин:

Доказательства подделки

С Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) правила, касающиеся устойчивый к взлому упаковка, упаковщики фармацевтической продукции должны найти способы соблюдать требования, изложенные в разд. 450.500 Защита от взлома Упаковка Требования к некоторым лекарственным препаратам для человека, отпускаемым без рецепта (CPG 7132a.17).

Системы индукционного уплотнения соответствуют или превосходят эти государственные постановления. Как указано в разделе 6 Упаковочных систем:

«… 6. ВНУТРЕННИЕ УПЛОТНЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА. Бумага, термопластик, пластиковая пленка, фольга или их комбинация герметично закрывают горловину контейнера (например, бутылки) под крышкой. Чтобы открыть контейнер и извлечь 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 тепла, по-видимому, обладают более высокой степенью защиты от несанкционированного доступа, чем те, которые зависят от клея для создания соединения… »

Предотвращение утечек / защита

Обычно плоские укупорочные головки используются для герметизации контейнеров в пищевой промышленности и производстве напитков для предотвращения утечек и продления срока хранения.

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

Свежесть

Индукционная герметизация предотвращает попадание нежелательных загрязняющих веществ в пищевые продукты и может способствовать расширению срок годности некоторых продуктов.

Защита от кражи

Контейнеры с индукционным уплотнением 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 лайнера могли повлиять на сам продукт при выдаче. Они, в свою очередь, помещают на продукт уведомление о том, что оно было запломбировано для их защиты; сообщая потребителю, что он был запломбирован при выходе с завода, и он должен проверить целостность пломбы перед использованием.

Устойчивость

В некоторых приложениях 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.[нужна цитата]

Анализ индукционного нагрева

Некоторые производители выпустили 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 с конвейерными системами.

Методы высокоскоростного анализа мощности (измерение напряжения и тока в режиме, близком к реальному времени) могут использоваться для перехвата мощности, подаваемой от сети к генератору или от генератора к головке, с целью 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 хорошей релевантностью для окончательных параметров сварки и динамическим образом.

Многие другие производные параметры могут быть рассчитаны для каждого сварного шва, что дает уверенность в производственных условиях, что значительно труднее достичь в системах теплопередачи, где анализ, если он присутствует, обычно проводится после сварки, поскольку 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 регулировки профиля доставки энергии к цели. Это открывает возможность систем с прямой связью, в которых свойства индукционного генератора регулируются практически в реальном времени по мере протекания процесса нагрева, что позволяет задавать конкретный профиль нагрева и последующую обратную связь по соответствию, что обычно нецелесообразно для процессов кондуктивного нагрева.

Преимущества индукционного уплотнения по сравнению с кондуктивным уплотнением

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.[нужна цитата] Также в них 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.[нужна 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 в отделке поверхности стекла. При использовании индукционного герметика контактная поверхность может быть из сжимаемого материала, что каждый раз обеспечивает идеальное соединение.[нужна цитата]

Разнообразие продуктов, в которых используется индукционная герметизация

История

Изобретатель индукционного уплотнения Джек Палмер (около 1995 г.)
  • 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 запечатывания обнародованы.
  • Середина 1960-х годов - 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 индукционной крышки
  • 1985 - Дебют технологии универсальной катушки
  • 1992 - С водяным охлаждением, IGBTвведен герметик на основе
  • 1997 - Представлены безводные герметики для крышек (вдвое меньшего размера и относительно не требующие обслуживания)
  • 2004 г. - введена система мощностью 6 кВт

Рекомендации

  1. ^ США 2715474 A, Филлипс, "Укупорочные лайнеры и методы", опубликовано в 1955 г. 
  2. ^ США 4778698 A, Оу-Ян, "Внутреннее уплотнение для контейнера для использования с жидким содержимым", опубликовано в 1988 г. 
  3. ^ США 2937481 A, Джек Палмер, "Метод производства упаковки", опубликованный в 1958 г. 
  4. ^ Эванс, Скотт (1997), Передача температуры за счет индукционного уплотнения, заархивировано из оригинал 2 апреля 2015 г., получено 9 мар 2015

дальнейшее чтение

  • Ям, К. Л., "Энциклопедия упаковочных технологий", John Wiley & Sons, 2009 г., ISBN 978-0-470-08704-6

внешняя ссылка