제 11장 JIS법을 보완하는 용착면 온도를 파라미터로 한 HS 시험 방법
11.1 HS의 새로운 해석과 관리법의 제안
현재 HS의 검사나 해석에는 다음과 같은 과제가 있다.
∙ JIS나 ASTM의 시험법은 폭이 넓은 용착선의 평균적인 인장강도를 계측하는 방법으로 현장에서 일어나고 있는 미세 부분으로의 집중 응력에 의한 부적합 발생의 검사와 평가에는 반드시 적합하지는 않다.
∙ 종래의 과제는 과 가열 상태에서 일어나고 있는 현상이라는 것을 충분히 이해하지 못하고 있다.
∙ 플라스틱의 포장재료의 HS의 확실한 달성에는 접착면(용착면) 온도를 파라미터로 한 평가가 필요하다.
열가소성 플라스틱을 포장재료로서 유효하게 이용하기 위해서는 peel seal과 tear seal zone의 경계 부근의 온도대를 잘 이용하는 것이 유효하다는 것을 알고 있다.
∙ HS는 가열 온도에 의해 성립하는데, 현행의 평가 방법에는 온도의 파라미터가 없다.
∙ 포장 재료의 HS 강도의 제시에는 세계적으로도 가열시간과 압착 조건이 기재되어 있다. 하지만 이 제시 조건은 재현하는 것이 어렵고 실제의 생산 활동에서의 적용이 곤란하다.
HS을 합리적으로 실시하는 데에는 3.2.2에 논한 것과 같이 각 장면에서 다음의 4조건을 정확히 파악할 필요가 있다.
(1) 용착층의 용착 온도
(2) 용착층이 용착 온도에 도달
(3) 용착층이 용착 온도에 도달하는 시간
(4) 피 가열재의 열 열화 온도
지금까지 논해 왔던 지견을 정돈하여 JIS, ASTM의 시험법을 보완하는 새로운 관리법을 제안한다.
11.2 새로운 HS의 해석과 평가의 전개법
[Ⅰ. 포장재료의 HS 특성의 측정방법]
1. 인장시험 샘플 제작 방법
1.1 15mm 폭의 가열 샘플의 제작 방법
(1) 가열 샘플의 폭: 20~25mm의 범위의 1점을 선택
(2) 압착 gap: 포장재료의 두께 * 1.0 ~1.5) 도11.1 참조
시험조건 ◆ 가열 온도의 정밀도 절대치: ± 1.5℃ 재현성: 0.3℃ ◆ 압착 평면성: ≒ 10㎛ ◆ 배게 두께: 재료의 두께 * (1~1.5) ◆ 초기 압착압: ≒ 0.2MPa ◆ 냉각 프레스 ≒ 0.03MPa ◆ 인장시험 속도: 50~100mm/분 | |
도11.1 HS 평가의 시험 조건
(3) 초기 압착압: 0.15~0.2MPa
동일 하중에서도 샘플 폭이 변하면 압착압이 변하는 것에도 유의
(4) 용착면 온도 베이스의 가열 샘플을 만드는 순서
1) 미세 센서를 적용하여 사용하는 가열 장치의 가열 부위 부근의 표면온도를 측정한다(범용의 표면 온도계는 불가).
2) 시험편에 MTMS 센서를 삽입하여 용착면 온도의 응답을 측정한다.
3) 응답으로부터 표면온도의 약 70%의 도달 시간을 취득하고, 그 5~7배의 시간을 얻는다. 도11.2 참조
4) 얻어진 시간을 당해 가열 샘플의 제작 시간으로서 사용한다(가열 온도에 관계 없이 동일해도 좋다).
5) 가열 센서는 가열 후 빠르게 상온의 냉각체를 0.03~0.05MPa로 밀착시켜 냉각한다.