누적열 방지 및 비닐 접착품질 향상을 위한 온도 제어형 임펄스 씰러 (Impulse Sealer)의 개발

Development of Temperature Controlled Impulse Sealer for Preventing Cumulative Heat and Improving Sealing Quality

일반적인 임펄스 씰러의 시간제어 방식은 누적열(시작점의 온도가 상승)로 인해 포장품질의 저하를 초래하기 때문에 본 연구에서는 온도제어 방식을 이용한 임펄스 씰러의 누적열 상승 특성 및 포장품질을 조사하였다. 순간(Impulse) 방식의 특성상 아주 짧은 시간에 높은 온도를 올려주기 때문에 정확한 제어는 힘들지만, 가장 중요한 최고점의 온도를 일반 시간제어 대비 특정 편차 범위 내에서 유지하여 주기 때문에 우수한 포장품질을 확보하는 것이 가능하였다. 온도제어의 결과로 최고점의 온도는 128.9℃이며 최고와 최저의 오차율은 -4%에서 7.4%, 시간제어 최고점의 온도가 190.3℃로 설정온도인 120℃ 대비 70.3℃ 상승을 하였으며, 약 59%의 온도 상승률을 보였다. 온도제어와 시간 제어의 최고점의 온도차는 61.4℃로 뚜렷한 온도차를 보이며, 시간제어에서는 접착품질의 저하를 확인할 수 있었다. 즉, 온도제어 방식은 시간제어 방식 대비 우수한 접착품질을 나타내었다. 본 연구개발을 통하여 임펄스 씰러의 온도제어 방식은 연속작업에서의 온도상승을 조절하고 최소화할 수 있는 효과적인 대안이 될 수 있음을 확인하였다. 한편, 시간제어 방식 임펄스 씰러의 온도제어 방식으로의 전환을 위해서는 오차율이 일정치 않은 문제, 온도제어를 위해 필요한 온도센서(박판센서)의 품질 확보 및 수급 문제, 온도센서 자체의 내구성 향상문제, 그리고 신규방식의 높은 가격 문제 등을 추가적으로 고려하여야 한다.

The general Impulse Sealer has a problem of sealing quality because continuously sealing process results in an undesirable temperature rise, which may accumulate the heat during the operation. In order to address such a drawback, the controlled sealing temperature method can be effectively utilized compared with the general controlled time method. As such, a temperature sensor with capability of detecting the sealing temperature was installed, and a separate PCB was manufactured to control the sealing temperature by measuring and calculating the detected temperature. The temperature changes during the temperature rise and maximum temperature after continuously operation were investigated using an Impulse Sealer system. Next, the results obtained from experiment were compared with each other. As such, the maximum temperature was 70.3℃, whereas 8.9℃ was recorded as control temperature. It implies that this controlled temperature system prevented the undesirable temperature rise, thereby causing a consistent sealing quality.