제8장 HS 기능의 확인과 향상 방법 - 2(박리 에너지의 활용)

[YDfamily]

8.1.4 박리 에너지의 활용

플라스틱의 HS에 있어 파단강도는 박리 강도보다 크다.

박리가 일어나도록 열접착을 하여, 외력에 의해 발생하는 박리/파단 에너지를 박리 에너지로 변환(흡수/소비)하면, 찢어짐의 발생을 억제하는 것이 가능하다. 바꿔 말하면 “충격” 작용으로 파단 에너지를 연속적으로 흡수하고, 핀홀/찢어짐의 발생을 방제하는 것이 가능하다. 가열 온도에 의존하는 peel seal 강도와 peel 거리(HS fin 폭)의 조합으로 Sp≥St가 보이면, HS의 신규 신뢰성 향상과 기법의 개발이 가능하게 된다.

8.1.5 확인 실험 방법

실제에서는 시판 상품에 사용되고 있는 알루미늄 라미네이션 포장재료를 사용하였다.

재료의 구성은 PET(12㎛) / PE(15㎛) / Al(7㎛) / PE(15㎛) 이다. 각 재료간의 접착에는 공중합의 접착제(anchor coat)가 사용되어 있다.

용착면 온도 측정법을 적용하여(4.2 참조) peel seal대부터 tear seal대의 열용착 샘플을 2~10℃ 간격으로 제작하였다.

각 용착면 온도에서 가열한 샘플을 폭 15mm로 잘라 인장시험기에 걸어 초기 간격이 30mm로 되도록 절단하고, JIS법에 준한 인장 시험을 행한다. 인장시험기의 인장거리와 인장 강도를 전체 데이터(인장 패턴)을 A/D 변환하여 PC에 넣는다. 인장시험의 방법의 구성도를 도8.2에 나타내었다.

인장속도는 파단/박리속도의 영향을 작게 하기 위해 50mm/분을 이용하였다.

도 8.2 인장시험의 방법과 구성

8.1.6 데이터의 적분 범위와 연산방법

인장시험 데이터의 인장거리와 인장강도 수치를 디지털 변환하여, 전체 데이터를 PC에 엑셀 파일로서 저장하였다.

인장거리 * 1/2가 박리 길이로 되기 때문에 전체 인장 거리 채취 데이터에 1/2를 곱하여 길이(m)로 치환한다. 전체 박리 길이는 10mm 정도이므로 박리 거리의 최소 단위는 0.1~0.2mm로 되도록 디지털 변환하고, 파단 에너지와 박리 에너지의 근사적분의 정밀도를 확보하게끔 한다.

인장치는 N으로 변환하였다.

박리의 디지털 변환거리를 0.1mm로 하면

Ln점의 일량 = F(Ln) * 0.1 / 1000                                           (8.4)

이 된다.

이 경우는 k=1/1000이 된다.

가열 온도마다의 엑셀 파일의 데이터의 박리 개시점부터 찢어짐의 발생점(위상점) 또는 10mm 이상의 박리 에너지; 총계 * 정산폭의 일량; 박리 에너지를 계산하였다. 도중의 거리(예를 들어 5, 7.5, 10mm)까지의 누계치를 취출하여 그래프 상에 plot 하였다.