제9장 HS 조작의 기능성 개선 - 11(식빵 포장의 easy peel의 다중 seal 보증 방법)

[YDfamily]

9.6.8 식빵 포장의 easy peel의 다중 seal 보증 방법

8.5에서 HS 소재의 peel 용이성의 발현 메커니즘에 대해서 논하였다.

이 시험 샘플에 서는 80~84℃에 최적인 peel seal zone이 있는 것을 나타내고 있다.

이 필름의 강성은 작고 부드럽기 때문에 HS면에는 다수의 tuck이 발생한다. 도9.19의 그림 중에 나타난 것과 같이 HS은 2매부터 6매 겹침의 3종류가 발생한다. Easy peel 접착의 경우는 HS 된 폭에 tear seal 부위가 혼재하면 개봉 시에 찢어짐이 발생하여 파우치를 손상하여 재 봉함 시의 밀봉이 불가능하게 된다. 너무 약한 peel seal의 작업 중, 물류 중의 충격, 응력에 소비자의 손에 도달하기 전에 peel이 되어 버린다고 하는 클레임의 원인이 된다.

실제로 일어나고 있는 3종의 겹침 조건의 각 용착면 온도 응답을 MTMS kit를 사용하여 측정한 결과를 도 9.19에 나타내었다.

2중의 응답은 가장 빠르고, (3)의 시점 0.19s에서 적정 가열 범위에 도달한다. 적정 가열 온도의 상한을 넘으면 tear seal이 되기 때문에 가열원은 85℃로 설정하였다. 6중의 응답은 0.38s에서 적정 가열범위의 하한 (1)에 도달한다. 그 때 2중 용착면 온도는 상한인 84℃ (2)에 도달하고 있다.

4중의 용착면 온도는 적정 가열범위에 들어가고 있다. 즉 0.34s 이상의 가열 시간이 확보 가능하면 3중의 어떤 조건에서도 peel seal을 실시하는 것이 가능하다.

실제의 현장에서의 적용성을 검증하기 위해, 현장에서 사용하는 heat sealant와 동일한 피 가열물을 금속 테이프로 삽입하여 전열 가열하는 belt sealer를 상정하여 금속 테이프의 표면을 가열체로 접동(摺動)할 수 있도록 MTMS kit로 실험을 행하였다. 응답 데이터 중에 0.08mm의 플레이트의 데이터를 덧붙인 것은 가열 장치의 벨트의 기본 열전달 능력을 확인한 것이다. 각 응답 데이터의 측정에도 이 금속 플레이트에 끼운 복합 응답을 측정하고 있다.

도9.19 2~6중의 peel seal의 용착면 온도 측정예

다음에 84℃, 0.83s의 조건이 실용적으로 사용할 수 있는지 확인을 행한다.

검증 조건으로서 포장 사양을 다음과 같이 설정한다.

(1) 포장제품에 HS 길이: L(cm)

(2) 가공 pitch: P=k*L(cm)

(3) 가공속도: N (개/분)

(4) 가열시간: tn (s)

이상의 조건으로부터 피가열체가 tn (s)간 소정의 가열을 받는 최저의 양면 가열체의 길이는 다음 식에서 구하는 것이 가능하다.

가열 zone의 길이를 H로 하면

H ≥ (P * N/60) * tn             (cm)                                   (9.13)

으로 표하는 것이 가능하다. 사례로서

제품의 HS 길이 L: 20 (cm)

인터벌 k=1.5로 하면 P=30 (cm)

생산속도 40shot/분

6매 시트의 적정 가열 온도의 하한 도달 시간 0.38s를 적용한다.

가열 zone의 길이 H는

H≥30*40/60*0.38                                   (9.14)

≥8 (cm)

을 얻는다. 이 결과는 실시상 어떤 문제도 없는 수법이다.

이 평가결과를 도9.20에 나타내었다.

도9.20 6중 HS의 peel seal 조건의 실시방밥
가열체의 길이: (P*N/60) * tn        (cm)
∙ 제품 HS 길이: L
∙ 제품의 삽입 pitch: P = k*L (cm)
∙ 처리능력: N개/분
∙ 가열시간: tn (s)

설계사례:

∙ 제품 HS 길이: 20cm

∙ 제품의 삽입 pitch: k=1.5 →  P = 30cm

∙ 처리능력: 40shot/분

∙ 가열시간:

 ※ 가열체 표면온도: 85℃의 6중의 용착면 온도 응답으로부터 0.38s를 얻는다.

 각 조건치를 대입하여

 H≥30*40/60*0.38                                  

≥8 (cm)