ヒートシールおよびホットタック試験機
ASTM F1921
包装業界では、製品の品質と安全性を維持するために、ヒートシールの完全性を確保することが極めて重要です。ヒートシールおよびホットタック試験機は、熱可塑性材料の間に形成されるシールの強度と信頼性を評価する上で重要な役割を果たします。これらの試験は、食品包装や医療機器包装など、成形充填シール (FFS) プロセスに依存する業界にとって特に重要です。ホットタック強度とヒートシール特性を評価することで、メーカーは自社製品が業界標準を満たし、実際の条件下で確実に機能することを保証できます。
ヒートシールおよびホットタックテストとは何ですか?
ヒートシール試験では、2 枚の熱可塑性フィルムを熱で接合したときにできるシールの強度と耐久性を評価します。一方、ホットタック試験では、シールが完全に冷却される前のシール処理直後に、ホットシールが分離力に耐えられるかどうかを測定します。どちらの試験も、製品の安全性、品質、保存期間を確保するためにシールの完全性が不可欠な業界では非常に重要です。
包装材料、特に垂直製袋充填シール (VFFS) システムで使用される材料の場合、ヒートシールとホットタック特性によって、特定の温度、時間、圧力条件下で材料間に形成される結合の強度が決まります。これは、密封直後に重い製品や熱い製品をパッケージに詰める場合に特に重要です。
ヒートシールおよびホットタック試験用機器
正確なヒートシールおよびホットタック試験を行うには、 ＨＴＴ ホットタックテスター が使用されます。これらの機器は、シール温度、圧力、滞留時間などのパラメータを正確に制御するように設計されており、メーカーは実際の状況を再現できます。テストは高度にカスタマイズ可能で、テスト対象の材料に合わせてさまざまなテスト速度と温度制御を提供します。
メインパラメータ
| シール温度 | 室温～250℃ |
| 温度精度 | ±0.2℃ |
| 滞在時間 | 0.1~9999秒(ヒートシール) |
| 滞在時間 | 0.1~9999秒(ホットタック) |
| シール圧力 | 0.15MPa～0.7MPa |
| シーリングジョー | 50mmx10mm テフロンコーティング |
| ジョーズヒーティング | ダブルヒーティング |
| ロードセル | 200N(オプション:30N50N100Nなど) |
| 正確さ | 0.5 FS |
| 解決 | 0.01ニュートン |
| 力 | 220V、50Hz |
ヒートシールおよびホットタック試験機の主な特徴
高品質の ヒートシールおよびホットタック試験機 現実世界の状況を正確にシミュレートするために、さまざまなパラメータを正確に制御する必要があります。これらのマシンの主な機能は次のとおりです。
精密温度制御: ヒートシーラーとホットタックテスターは、周囲温度から 250°C までの範囲で、一定のシール温度を維持する必要があります。信頼性の高いテスト結果を得るには、正確な制御が不可欠です。
調整可能な滞留時間: 機械は、さまざまな材料の要件に合わせて滞留時間を調整できる必要があります。滞留時間とは、シーリング中に材料が熱と圧力にさらされる時間の長さを指します。
ロードセルと力測定: ホットタック強度を決定するには、力を正確に測定する能力が不可欠です。高精度のロードセル (例: 0.5 FS) により、正確な読み取りが保証されます。
ユーザーフレンドリーなインターフェース: 最新のマシンには、操作とデータ分析を容易にするための PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) システムとタッチ スクリーン インターフェイスが装備されています。
ASTM F1921に準拠: 試験機が ASTM F1921 の要件を満たし、標準化された条件下で試験が実施されることが重要です。
ホットタック強度の重要性
ホットタック試験は、ヒートシール工程の直後、材料が冷える前のシール強度を測定します。これは、特に重い内容物が含まれる場合に、シールと充填が同時に行われる包装ラインにとって重要です。ホットタック強度が十分でないと、パッケージのシールが冷却の初期段階で失敗し、こぼれや製品の安全性の低下につながる可能性があります。
ホットタック強度は、垂直成形充填シール (VFFS) アプリケーションにおける重要な要素です。これらのシステムでは、シールが急速に行われるため、パッケージに内容物が充填される前にシールが冷える時間がほとんどありません。このテストでは、シールされた層が熱い間に耐えられる最大の力を評価し、メーカーが実際の状況でシールの耐久性を評価するのに役立ちます。
ASTM F1921 とホットタック試験におけるその役割を理解する
ASTM F1921 フレキシブル ウェブに使用される熱可塑性ポリマーおよびブレンドの熱間粘着強度を測定するための標準テスト方法です。このテストは、まだ熱い状態でヒートシールされた領域を分離するために必要な力を測定するための具体的なガイドラインを提供します。この規格は、フレキシブル材料のシールの性能と安全性を確保するために、包装業界で広く使用されています。
ASTM F1921 試験方法では、温度、圧力、滞留時間を制御しながら、加熱されたジョーの間に 2 つのサンプル ストリップを密封します。密封後、密封されたサンプルを引き離し、分離に必要な力を測定します。このプロセスは、熱密封されたパッケージがライフサイクル中に発生する可能性のあるストレスに耐えられるかどうかを判断するのに役立ちます。
この規格では、熱可塑性ポリマーの熱間粘着強度を測定するための 2 つの方法を概説しています。
- 方法A（固定遅延）: ジョー分離後のさまざまな時点で、所定の遅延を挟んでホットタック強度を測定します。
- 方法B（可変遅延）: 異なる遅延間隔で最大のホットタック強度を測定します。
ASTM F1921 ガイドラインに従うことで、製造業者は梱包材が必要な強度基準を満たしていることを保証できます。これにより、高速生産時やさまざまな環境要因にさらされる場合など、実際の条件下で梱包材が適切に機能することが保証されます。
ホットタックテストの試験手順
1. サンプルの準備
ヒートシールおよびホットタック テストを開始する前に、材料サンプルを必要なサイズにカットします。ホットタック テストの場合、サンプル ストリップの幅は通常 15 mm ～ 25 mm です。材料は、精度を確保するために、制御された大気条件下で調整される場合があります。
2. シーリング工程
サンプルは 2 つの加熱されたジョーの間に置かれ、圧力と熱を加えてシールを形成します。使用される温度と圧力のパラメータは、テストされる特定の材料と製造されるパッケージの種類によって異なります。たとえば、層が厚いフィルムの場合は、より高い温度やより長い滞留時間が必要になる場合があります。
3. ホットタック測定
材料が密封されると、すぐにジョーから引き抜かれます。密封された材料を分離するために必要な力が測定されます。この力がホットタック強度であり、通常は冷却曲線でさまざまな時間間隔で評価されます。
- 固定遅延法: シール後、異なる時間間隔で力を測定します。
- 可変遅延法: シールの引き抜き時に発生する最大の力を決定します。
これらのテストは、製造中および保管中にかかる力にシールが耐えられることを確認するために非常に重要です。
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