Processi industriali


    Principali processi industriali, dalla produzione alla trasformazione dei materiali fino al confezionamento dei beni. 

    L’osservazione dei processi consente di comprendere come tecnologie produttive, vincoli industriali e requisiti di scalabilità influenzino le configurazioni progettuali e le prestazioni dei sistemi di imballaggio. 

    Analizzati in relazione a materiali, morfologie e modelli di innovazione, i processi industriali contribuiscono a delineare il quadro tecnico e produttivo entro cui si sviluppano le soluzioni di packaging contemporanee.

    Coating
    Coating is process in which a thin, continuous layer of material is applied to the surface of a packaging substrate (paper, board, plastic, metal, or glass) to modify its functional, protective, or aesthetic properties. It is engineered to provide barrier performance (against moisture, oxygen, grease, or light), adhesion properties, mechanical resistance, printability, or decorative effects.

    The main coating processes used for packaging materials are:
    Extrusion Coating : A molten polymer (e.g., PE, PP, EVOH) is extruded and bonded onto paper, foil, or film substrates.
    Roller Coating: Liquid coating is applied via rollers that spread a uniform layer across flat substrates (paper, paperboard, film and metal sheets).
    Spray Coating: Atomized droplets of coating material are sprayed onto the surface, allowing coverage of complex geometries.
    Printing-based Coating: Coatings applied using printing presses (offset, flexo, Rotogravure) either over the entire surface (flood) or selectively (spot).
    Vacuum Deposition / Plasma Coating: Thin films (e.g., aluminum, SiOx) deposited under vacuum for high barrier properties.
    Dip Coating: Substrate is immersed in a coating bath and withdrawn, leaving a thin layer.
    Thickness of coatings of packaging materilas are typically 1–50 µm depending on function.

    Rivestimento
    Il rivestimento è un processo in cui uno strato sottile e continuo di materiale viene applicato alla superficie di un substrato di imballaggio (carta, cartone, plastica, metallo o vetro) per modificarne le proprietà funzionali, protettive o estetiche. È progettato per fornire prestazioni di barriera (contro umidità, ossigeno, grasso o luce), proprietà di adesione, resistenza meccanica, stampabilità o effetti decorativi.

    I principali processi di rivestimento utilizzati per i materiali da imballaggio sono:
    Rivestimento per estrusione: un polimero fuso (ad es. PE, PP, EVOH) viene estruso e legato a substrati di carta, lamina o film.
    Rivestimento a rullo: il rivestimento liquido viene applicato tramite rulli che stendono uno strato uniforme su substrati piatti (carta, cartone, film).
    Rivestimento a spruzzo: goccioline atomizzate di materiale di rivestimento vengono spruzzate sulla superficie, consentendo la copertura di geometrie complesse.
    Rivestimento basato sulla stampa: rivestimenti applicati utilizzando macchine da stampa (offset, flessografia, rotocalco) su tutta la superficie o in modo selettivo (a pattern).
    Deposizione sotto vuoto / Rivestimento al plasma: film sottili (ad es. alluminio, SiOx) depositati sotto vuoto per ottenere elevate proprietà barriera.
    Rivestimento per immersione: il substrato viene immerso in un bagno di rivestimento e poi estratto, lasciando uno strato sottile.

    Lo spessore dei rivestimenti dei materiali di imballaggio è tipicamente compreso tra 1 e 50 µm a seconda della funzione.
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    Coding & Marking
    Process by which variable or static information is generated and applied directly onto a packaging material, packaging component, or product surface using non‑contact or contact marking technologies such as inkjet, laser, thermal transfer, or embossing.

    Coding & marking enables the application of alphanumeric text, barcodes, serialized identifiers, regulatory information, date/lot codes, or other data carriers directly onto the substrate.
    The process involves both the generation of the information (e.g., variable data, serialization, batch data) and its direct deposition or marking on the surface.
    When coding & marking is used to apply serialized identifiers or track‑and‑trace carriers, these data features are considered outputs of the process, not separate processes.
    Coding & marking may be performed in‑line within the packaging sequence or off‑line on components prior to packaging.

    Marcatura e codifica
    Processo mediante il quale vengono generate informazioni variabili o statiche e applicate direttamente su un materiale di imballaggio, un componente di imballaggio o la superficie di un prodotto utilizzando tecnologie di marcatura senza contatto o a contatto quali getto d’inchiostro, laser, trasferimento termico o goffratura.

    La codifica e la marcatura consentono di applicare testo alfanumerico, codici a barre, identificatori serializzati, informazioni normative, codici di data/lotto o altri vettori di dati direttamente sul substrato.
    Il processo comporta sia la generazione delle informazioni (ad es. dati variabili, serializzazione, dati di lotto) sia la loro deposizione diretta o marcatura sulla superficie.
    Quando la codifica e la marcatura vengono utilizzate per applicare identificatori serializzati o supporti di tracciabilità, queste caratteristiche dei dati sono considerate output del processo, non processi separati.
    La codifica e la marcatura possono essere eseguite in linea all’interno della sequenza di confezionamento o fuori linea sui componenti prima del confezionamento.
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    Deep drawing
    Deep drawing is a forming process in which a flat sheet metal blank is forced into a die cavity by a punch, producing an open-top hollow body without significant change in material thickness.

     The process is typically performed on ductile materials such as low carbon steel, stainless steel, aluminium, copper or nickel alloys, which must have sufficient plasticity to accommodate the deformation without tearing or wrinkling.
    A blank of the required shape and size is first cut from the raw material and, in most cases, lubricated to reduce friction between the punch, die and material during forming.
    Additional finishing operations such as trimming, piercing and flanging are often carried out after drawing to remove excess material, create holes and form vertical edges, resulting in the final part geometry.
    Imbutitura profonda
    L’imbutitura profonda è un processo di formatura in cui una lamiera piana viene inserita con forza in una cavità dello stampo mediante un punzone, producendo un corpo cavo aperto nella parte superiore senza variazioni significative nello spessore del materiale.

    Il processo viene tipicamente eseguito su materiali duttili come acciaio a basso tenore di carbonio, acciaio inossidabile, alluminio, rame o leghe di nichel, che devono possedere una plasticità sufficiente ad assorbire la deformazione senza rotture o grinze.
    Da materiale grezzo viene innanzitutto ricavato, tramite taglio, uno sbozzato (blank) della forma e delle dimensioni richieste, generalmente lubrificato per ridurre l'attrito tra punzone, stampo e materiale durante la formatura.
    Dopo l'imbutitura vengono spesso eseguite operazioni di finitura complementari, come tranciatura, foratura e cordonatura dei bordi (flanging), volte a rimuovere il materiale in eccesso, creare fori e formare bordi verticali, fino ad ottenere la geometria finale del pezzo.
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    Extrusion Blow Moulding (EBM)
    The Extrusion Blow Moulding ia a process that starts by melting plastic resin and then extruding it into a hollow tube-like shape called a parison. Then, clamp the parison into a mold, and blow air into it, compelling the plastic to adopt the mold’s shape. Once the cooling is completed, the mould opens and the product ejected and finished by trimming the ends.
    This process is commonly used for producing bottles, containers, and drums.

    The parison can be extruded either continuously, with the mould closing around it as it is produced, or intermittently, using a reciprocating screw or accumulator head that extrudes a discrete shot of material for each cycle.
    When the mould closes, its edges pinch and seal the bottom of the parison, while any excess material (flash) is trimmed away and can often be reground and reused.
    Wall thickness can be varied along the parison's length, a technique known as parison programming, to reinforce specific areas of the finished part, such as handles or the base, while minimising material use elsewhere.
    The process is also well suited to multilayer extrusion, allowing barrier or recycled-content layers to be combined with virgin resin to enhance product protection or sustainability.
    Stampaggio per estrusione-soffiaggio (EBM)
    L’Extrusion Blow Moulding è un processo che parte dalla fusione di una resina plastica e nella sua estrusione in uno spezzone di tubo che costituisce il "precursore" (parison). Successivamente questo viene pinzato dai 2 semigusci che costituiscono lo stampo e viene soffiata aria al suo interno per fargli prendere la forma della cavità. Una volta raffreddato, lo stampo si riapre e il prodotto estratto e finito rifilando le estremità.
    Processo comunemente usato per la produzione di bottiglie, flacconi e fusti.

    Il parison può essere estruso in modo continuo, con lo stampo che si chiude attorno ad esso mentre viene prodotto, oppure in modo intermittente, utilizzando una vite alternativa o una testa ad accumulo che estrude una quantità discreta di materiale per ogni ciclo. Alla chiusura dello stampo, i bordi pizzicano e sigillano la base del parison, mentre il materiale in eccesso (flash) viene rimosso e può essere rimacinato e riutilizzato.
    Lo spessore della parete può essere variato lungo la lunghezza del parison, tecnica nota come programmazione del parison (parison programming), per rinforzare aree specifiche del pezzo finito, come maniglie o base, riducendo al contempo l'uso di materiale nelle zone meno sollecitate.
    Il processo si presta inoltre bene all'estrusione multistrato, che consente di combinare strati barriera o contenenti materiale riciclato con resina vergine, migliorando la protezione del prodotto o la sostenibilità.
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    Extrusion Coating
    Extrusion coating is a process whereby molten plastic is applied to a thin substrate (paperboard, paper, plastic film, aluminium foil etc.) and subsequently chilled to form an extremely thin, smooth layer of uniform thickness.
    The molten plastic can be used as an adhesive to laminate a plastic film or a metal foil.
    In addition to lamination, extrusion coating is mainly used to provide protection against moisture, act as a barrier to gases (water vapour, oxygen, aromas, etc.), offer grease resistance, ensure heat-sealability and create an attractive appearance (glossy surfaces).

    The process is carried out by extruding the molten polymer through a flat slot die directly onto the moving substrate, which is then pressed against a chill roll to rapidly cool and solidify the coating while defining its surface finish.
    Low-density polyethylene (LDPE) is the most commonly used resin due to its good adhesion, sealability and processability, although other polymers such as polypropylene (PP) or ethylene vinyl acetate (EVA) can be used to achieve specific barrier or performance properties.
    Because the coating is formed directly on the substrate in a single continuous pass, extrusion coating is typically faster and more cost-effective than conventional adhesive lamination for high-volume applications.
    Rivestimento per estrusione
    Il rivestimento per estrusione è un processo mediante il quale la plastica fusa viene applicata su un substrato sottile (cartone, carta, pellicola di plastica, foglio di alluminio, ecc.) e successivamente raffreddata per formare uno strato estremamente sottile, liscio e di spessore uniforme.
    La plastica fusa può essere utilizzata come adesivo per laminare un film plastico o un foglio metallico. Oltre alla laminazione il rivestimento per estrusione viene utilizzato principalmente per ottenere protezione dall'umidità, barriera ai gas (vapore acqueo, ossigeno, aromi, ecc.), resistenza al grasso, termosaldabilità e aspetto attraente (superfici lucide).

    Il processo viene realizzato estrudendo il polimero fuso attraverso un ugello piano (slot die) direttamente sul substrato in movimento, che viene poi pressato contro un rullo refrigerante (chill roll) per raffreddare e solidificare rapidamente il rivestimento, definendone al contempo la finitura superficiale.
    La resina più comunemente utilizzata è il polietilene a bassa densità (LDPE), grazie alla sua buona adesione, saldabilità e lavorabilità, sebbene altri polimeri come il polipropilene (PP) o l'etilene vinil acetato (EVA) possano essere impiegati per ottenere specifiche proprietà barriera o prestazionali.
    Poiché il rivestimento viene formato direttamente sul substrato in un unico passaggio continuo, l'accoppiamento per estrusione risulta generalmente più rapido ed economico rispetto alla laminazione adesiva convenzionale per applicazioni ad alto volume.
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    Filling
    Filling is the packaging operation by which a liquid, semi-liquid, powdered, particulate or solid product is transferred with precision into the final container, such as bottles, sachets, jars, tins or bags. The process must ensure control, consistency, safety and quality preservation, preparing the packaging for the subsequent stages of sealing, handling and distribution.

    The main technologies differ according to the product characteristics and dosing objectives.
    Level filling allows for a visually uniform liquid level and is suitable for beverages and low-viscosity fluids in transparent containers, but does not guarantee a constant volume or weight.
    Volumetric filling, on the other hand, dispenses a fixed quantity of product, making it effective for liquids, sauces, pastes, creams, powders or products containing particles.
    Gravimetric filling dispenses by weight, using load cells or electronic scales, and is suitable for high-value products or those with variable density, although it requires more time and is more costly.
    Riempimento
    Il riempimento è l’operazione di confezionamento attraverso cui un prodotto liquido, semiliquido, in polvere, particolato o solido viene trasferito con precisione nel contenitore finale, come bottiglie, buste, barattoli, lattine o sacchetti. Il processo deve garantire controllo, uniformità, sicurezza e preservazione della qualità, predisponendo il packaging alle successive fasi di sigillatura, movimentazione e distribuzione.

    Le principali tecnologie si differenziano in base alle caratteristiche del prodotto e agli obiettivi di dosaggio.
    Il riempimento a livello consente di ottenere un’altezza visivamente uniforme del liquido, ed è adatto a bevande e fluidi a bassa viscosità in contenitori trasparenti, ma non garantisce volume o peso costanti.
    Il riempimento volumetrico dosa invece una quantità fissa di prodotto, risultando efficace per liquidi, salse, paste, creme, polveri o prodotti con particelle.
    Il riempimento gravimetrico dosa in base al peso, tramite celle di carico o bilance elettroniche, ed è indicato per prodotti di alto valore o densità variabile, pur richiedendo tempi e costi maggiori. 


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    Gluing / Adhesive bonding
    Gluing is a joining process in which an adhesive substance is applied between two surfaces, creating a bond through adhesion to the substrates and cohesion within the adhesive layer as it cures, forming a permanent or semi‑permanent joint.

    In packaging processes, there are two main types of adhesives: hot-melt adhesives and cold glues (or Water Based)
    Hot melt adhesives are solid polymeric mixtures (PE/EVA/PVA) which, when heated, become fluid and are applied to the surfaces to be joined using rollers or special dispensing nozzles. Once the surfaces to be joined are brought together whilst the adhesive is still fluid, the bond is formed as the adhesive cools (setting)
    Cold adhesives (or Water Based) are usually aqueous dispersions of polymeric resins (PVA) which are applied using rollers (essentially via a ‘rotogravure’ type transfer) or nozzles (guns). In this case, bonding (setting) occurs as the adhesive dries (absorption by the substrates and evaporation).

    Incollaggio
    L’incollaggio è un processo di giunzione in cui una sostanza adesiva viene applicata tra due superfici, creando un legame attraverso l’adesione ai substrati e la coesione all’interno dello strato adesivo durante l’indurimento, formando un giunto permanente o semipermanente.

    Nei processi di confezionamento esistono 2 tipologie principali di adesivi: adesivi a caldo (Hot Melt) e adesivi a freddo (Cold Glue o Water Based)
    Gli adesivi a caldo sono delle miscele polimeriche (PE/EVA/PVA) solide che per effetto del riscaldamento vengono resi fluidi e sono applicati alla superficie da unire mediante rulli o appositi ugelli dosatori. Una volta sovrapposte le superfici da unire mentre l’adesivo è ancora fluido, la giunzione si completa al raffreddamento dell’adesivo stesso (setting)
    Gli adesivi a freddo solitamente sono delle dispersioni acquose di resine polimeriche (PVA) che vengono applicate mediante rulli (sostanzialmente con un trasferimento di tipo "a rotocalco") oppure ugelli (Pistole / Gun / Nozzle). In questo caso l’adesione (setting) ha luogo per effetto dell’asciugatura dell’adesivo (assorbimento da parte dei substrati e evaporazione)
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    Handmade Packaging / Hand Assembly
    Handmade packaging consists of performing the sequence of assembly, folding and filling the package partially or entirely by hand.

    Manual packaging or the manual production of packaging is very common and is necessary in a number of circumstances
    • the creation of a prototype or a pre-production run of a new package
    • the production of small batches for focus groups, panel tests or market tests prior to the availability of all the production and packaging technologies required for a new product
    • in the case of limited runs of packaging where the small volume does not justify an investment in automation
    • in the case of packaging which, due to its complexity, cannot be automated at a reasonable cost
    • in the case of traditional products which, by their very nature, do not lend themselves to automation (e.g. Tuscan cigars, conical cigarettes in Indonesia, etc.)
    Confezionamento manuale
    Il confezionamento manuale consiste nell’esecuzione della sequenza di montaggio, piega e riempimento della confezione parzialmente o interamente in maniera manuale.

    Il confezionamento manuale o la produzione manuale della confezione è assai diffuso e si rende necessario in diverse circostanze
    • realizzazione di un prototipo o di una preserie di una nuova confezione
    • produzione di piccoli lotti per focus group, panel tests o test di mercato in anticipo rispetto alla disponibilità di tutte le tecnologie di produzione e confezionamento necessarie per un nuovo prodotto
    • nel caso di serie limitate di confezioni che per via del numero limitato non giustificano un investimento in automazione
    • nel caso di confezionamenti che per il livello di complessità non sarebbero automatizzabili a un costo ragionevole
    • nel caso di prodotti tradizionali, che per loro natura non prevedono l’ausilio di automazioni (es. sigaro toscano, sigarette coniche in indonesia ecc)
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    Heat sealing
    Heat sealing is the process of joining thermoplastic films by the application of heat and pressure for a specific period of time, causing the surfaces to soften or melt and fuse together into a continuous bond.

    There are various methods for heating the surfaces to be joined, which distinguish the different sealing technologies:
    • hot bar
    • pulse
    • hot air
    • induction
    • ultrasonic
    • radio frequency
    Unless otherwise specified, the term ‘heat sealing’ usually refers to hot bar sealing.
    This process also includes all joints made between non-plastic films that are coated with a polymer, which allows the surface to behave in the same way as the bulk polymer.
    Saldatura a caldo (Termosaldatura)
    La termosaldatura è il processo di unione di film termoplastici mediante l’applicazione di calore e pressione per un determinato intervallo di tempo, che provoca l’ammorbidimento o la fusione delle superfici e la loro unione in un legame continuo.

    Esistono diverse modalità per generare il riscaldamento delle superfici da unire, che vanno a differenziare le diverse tecnologie di saldatura:
    • a barra calda
    • a impulsi
    • ad aria calda
    • ad induzione
    • a ultrasuoni
    • a radiofrequenza
    Se non diversamente specificata la tecnologia, per termosaldatura si intende solitamente una saldatura a barra calda.
    Rientrano in questo processo anche tutte le giunzioni effettuate fra film non plastici, ma dotati di un rivestimento polimerico che permette di avere in superficie lo stesso comportamento del polimero in massa.
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    Impulse Sealing
    A heat-sealing technique in which a surge of intense heat is momentarily applied to the area to be sealed, followed immediately by cooling. An electrical impulse with high current is generated and due to the resistance of the sealing element (a conductive thin strip) a fast rise of temperature occurs. The small mass of the strip allows both a fast warming and a fast cooling of the sealing surface.

    Thanks to its low thermal mass, the sealing element can reach the required sealing temperature within milliseconds of the impulse being applied, and cool down just as rapidly once the current is switched off. This near-instantaneous heating and cooling cycle limits heat transfer beyond the sealing area, reducing material sticking and thermal degradation of heat-sensitive films.
    Seal strength and quality are primarily controlled by adjusting impulse duration, current intensity and applied pressure, allowing the process to be finely tuned to different film thicknesses and material compositions.
    Saldatura a impulsi
    Tecnica di termosaldatura in cui viene applicato momentaneamente un intenso calore all’area da sigillare, seguito immediatamente dal raffreddamento. Viene generato un impulso elettrico ad alta corrente e, grazie alla resistenza dell’elemento di sigillatura (una sottile striscia conduttiva), si verifica un rapido aumento della temperatura. La piccola massa della striscia saldante consente sia un rapido riscaldamento che un rapido raffreddamento della superficie di saldatura. 

    La ridotta massa della striscia consente sia un rapido riscaldamento sia un rapido raffreddamento della superficie di saldatura. Grazie alla sua bassa massa termica, l'elemento sigillante è in grado di raggiungere la temperatura di saldatura richiesta nel giro di pochi millisecondi dall'applicazione dell'impulso, e di raffreddarsi altrettanto rapidamente una volta interrotta la corrente. Questo ciclo di riscaldamento e raffreddamento pressoché istantaneo limita la propagazione del calore oltre l'area di saldatura, riducendo il rischio di adesione del materiale e la degradazione termica dei film sensibili al calore.
    La resistenza e la qualità della saldatura vengono controllate principalmente regolando la durata dell'impulso, l'intensità di corrente e la pressione applicata, consentendo di adattare finemente il processo a diversi spessori e composizioni del materiale.
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    In-line Digital Printing
    In-line digital printing in packaging is a process where digital printing units (i.e. inkjet printers) are integrated directly into the production or filling line. This allows for "just-in-time" printing of text, graphics, and variable data onto packaging materials as they move through the line, rather than using pre-printed stock.

    Several digital printing technologies can be used depending on speed, resolution and substrate requirements, including continuous inkjet (CIJ) for high-speed coding, thermal inkjet (TIJ) and drop-on-demand (DOD) piezo inkjet for higher-quality text and graphics, and laser marking for permanent, contactless coding.
    This approach enables late-stage customization, allowing the same packaging line to produce multiple product variants, languages or regional formulations without changeovers or the need for dedicated pre-printed stock.
    Typical applications include printing batch numbers, expiry dates, barcodes and serialization codes for traceability and regulatory compliance, as well as region-specific text, promotional messages and personalized or sequential variable data. 
    Stampa digitale in linea
    La stampa digitale in linea nel settore dell’imballaggio è un processo in cui le unità di stampa digitale (ad esempio le stampanti a getto d’inchiostro) sono integrate direttamente nella linea di produzione o di riempimento. Ciò consente la stampa “just-in-time” di testi, grafica e dati variabili sui materiali di imballaggio mentre questi ultimi avanzano lungo la linea, anziché utilizzare stock prestampati.

    A seconda dei requisiti di velocità, risoluzione e substrato, possono essere utilizzate diverse tecnologie di stampa digitale, tra cui il getto d'inchiostro continuo (CIJ, continuous inkjet) per la codifica ad alta velocità, il getto d'inchiostro termico (TIJ) e piezoelettrico drop-on-demand (DOD, ) per testo e grafica di qualità superiore, e la marcatura laser per una codifica permanente e senza contatto.
    Questo approccio consente la personalizzazione in fase avanzata (late-stage customization), permettendo alla stessa linea di confezionamento di produrre più varianti di prodotto, lingue o formulazioni regionali senza cambi formato né la necessità di materiale pre-stampato dedicato.
    Le applicazioni tipiche includono la stampa di lotti, date di scadenza, codici a barre e codici di serializzazione per la tracciabilità e la conformità normativa, oltre a testi specifici per area geografica, messaggi promozionali e dati variabili personalizzati o progressivi.
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    Induction Sealing
    Induction sealing is a non‑contact process in which an alternating electromagnetic field induces eddy currents in a conductive layer, generating localized heat that activates a thermoplastic material. The softened polymer bonds to an adjacent substrate, producing a hermetic seal.
    Because heat is generated directly within the foil rather than transferred through heated sealing bars and multiple material layers, the sealing temperature is reached almost instantly, giving the process very low thermal inertia

    The process requires a metallic layer, typically aluminium foil, within the packaging structure: without it, no heating and no sealing can occur. As packaging shifts toward mono-material, recyclable structures, aluminium is being phased out of many laminates, so induction sealing will likely remain mainstream mainly in niche sectors such as pharma, where the foil also serves other functions (barrier, tamper-evidence) justifying its retention. 
    Saldatura a induzione
    La saldatura a induzione è un processo senza contatto in cui un campo elettromagnetico alternato induce correnti parassite in uno strato conduttivo, generando calore localizzato che attiva un materiale termoplastico. Il polimero ammorbidito si lega a un substrato adiacente, producendo una saldatura ermetica.
    Poiché il calore viene generato direttamente nel foglio metallico anziché trasmesso da barre saldanti riscaldate attraverso più strati di materiale, la temperatura di saldatura viene raggiunta quasi istantaneamente, conferendo al processo un'inerzia termica molto bassa.

    Il processo richiede uno strato metallico, tipicamente un foglio di alluminio, all'interno della struttura dell'imballaggio: senza di esso non si genera calore e la sigillatura non può avvenire. Con il packaging che si orienta verso strutture mono-materiale e riciclabili, l'alluminio viene progressivamente eliminato da molti poliaccoppiati; la sigillatura a induzione rimarrà quindi probabilmente diffusa soprattutto in settori di nicchia come il farmaceutico, dove il foglio metallico svolge anche altre funzioni (barriera, inviolabilità) che ne giustificano il mantenimento. 
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