제9장 HS 조작의 기능성 개선 - 9(가열 온도의 최적화 실시 방법)

[YDfamily]

9.6 가열 온도의 최적화 실시 방법

9.6.1 서언

HS의 완성은 3.2.2에 제시한 4가지 조건의 달성이다.

(1) 용착층의 용착 온도

(2) 용착층이 용착 온도에 도달 확인

(3) 용착층이 용착 온도에 도달하는 시간

(4) 재료의 열 열화 온도 이하의 제한

본항에서는 논했던 각 조건의 신뢰성의 유지와 생산성을 고려한 제조 현장에서의 적응 능력을 검증한다. 이 요점은 다음의 항목이다.

① 과 가열을 피하는 상한 온도의 확장

② 가열 부족의 회피, easy peel의 요구로부터 결정되는 하한온도

③ 실제 HS 장치의 가열 온도의 설정 정밀도와 불균일의 파악

④ HS의 완성 성능은 사용 재료의 고유 특성으로 결정된다고 하는 올바른 인식

⑤ 설정한 가열 조건의 품질의 보증범위의 용인 management

9.6.2 가열 온도와 가열시간의 변경에 따른 리스크의 확인

종래 HS의 가열 온도와 가열 시간은 오로지 해당 생산 공정의 시간에 맞춰 생산 요구로부터 결정되고, 포장 재료의 고유 특성은 고려되지 않는 경우가 많다.

가열 온도를 상승시키면 1회당 10℃/1s 정도의 고속의 압착/정지(냉각)의 동작으로 되는 것도 있다. 이를 위해서는 포장재료의 두께, 가열체 표면의 테프론 커버의 배제, 표면 마무리의 평활화 등을 배려하거나 가열체와 포장 재료의 열접촉 저항의 저하를 모색하고, 가열 온도의 저온화를 행하는 것이 중요하다. 사이클 타임을 될 수 있는 한 길게(운전 속도를 저하시킴) 관리하는 것도 유효하다. 포장재료의 눌러 붙음 방지로 발열체를 테프론 시트로 커버하고 있는데, 적정 가열 온도로 온전하고, 고온화를 막으면 테프론 커버는 불필요하게 된다(도6.8 참조). 적정 온도의 운전은 눌러 붙음 방지만 가능하게 아니고, 청소의 필요가 없는 무은 운전이 가능하게 되고, 수율의 개선도 모색할 수 있다.

9.6.3 최적 가열 조건 설정의 수순

최적가열의 4조건의 확인의 수순은 다음과 같다. 논거한 끝행에 참조 장을 부기하였다.

(1) 용착 온도를 파악: 열특성 측정법과 용착면 온도를 파라미터로 한 HS 강도의 계측에서 파악 [제4장]

(2) 열 열화를 일으키는 가열 상한 온도를 각도법에서 검증한다. [제7장]

(3) 포장 형태의 HS fin 폭을 확인한다.

(4) HS fin폭이 5mm보다 큰지 작은지에 따라 peel seal / tear seal을 선택한다. [제8장]

(5) 이상의 정보를 바탕으로 적정 가열 범위를 결정한다.

(6) 적정 가열 범위를 통과하는 용착면 온도 응답을 MTMS kit를 사용하여 3개 정도를 채취한다. [제4장]

해석에 부족한 데이터는 시뮬레이션하여 작성한다. [9.4절]

(7) 과 가열을 일으키지 않는(적정 가열 범위 내) 가열 온도를 시뮬레이션에 의해 얻는다

(8) 적정가열 범위를 통과하는 가열 온도 곡선으로부터 적정 가열 온도와 가열시간의 조합을 결정한다(온도와 시간의 매트릭스를 작성한다).

9.6.4 최적 가열 방법의 리스크 매니지먼트

(1) 적정 가열 범위를 통과하는 가열 온도 설정의 경우에는 그 리스크를 제시하여 매니지먼트의 승인을 얻는다.

(2) Tear seal 영역의 가열조건을 선택한 경우에는 폴리옥의 발생을 작게 하기 위해 압착압을 0.2MPa 이하, gap 조절을 현장의 기계에서 실시한다. [제6장]

(3) 가열 후의 hot tack(미 고화 전의 외부 응력에 의한 용착면의 박리)을 방지하기 위해 신속하게 냉각을 실시 [9.5절]

(4) 가열 온도 설정이 리스크가 큰 조건으로 넣은 경우는 2단 가열법으로 변경한다. [9.6.7절]

9.6.5 가열 방법과 HS fin(폭) 치수의 검토

가열 방법은 포장 형태나 형상에 의해 선택되는 경우가 많은데 HS fin(폭)의 선택으로부터 가열 방법을 선택하면 포장 재료의 사용량과 HS 기능의 합리적인 설계가 가능하다. 이 기능을 열거하면 다음과 같다.

(1) 사용 재료를 극소화 하고 싶다.

(2) 낙하 등의 충격 내성은 작아져도 좋다.

◆ Peel seal과 teat seal의 경계 영역의 HS를 행한다. [8.1.10 참조]

    Peel seal과 tear seal이 연속으로 자연 생성하는 hot wire(용단 seal)이 최적 [도3.13 참조]

    Peel seal의 적용에는 HS fin(폭)에 의한 부적합 발생의 방어성은 없다.

(3) 핀홀, 파대의 발생을 극소화 하고 싶다.

(4) Tuck 발생이 큰 포장 형태

(5) 액상의 충전물의 파대 억제

(6) 낙하 등의 충격을 흡수하고 싶다.

 Fin의 탄력성의 이용

(7) HS fin(폭)을 유효 이용하고 싶다.

 Peel seal에 의한 peel 에너지의 이용

(8) 개봉 시의 찢어짐을 없애고 싶다.

◆ Peel seal 방법의 채용 [8.1 참조]

 ∙ Peel 에너지의 이용

 ∙ “comp seal”의 채용 [9.7 참조]