ヒートシール試験器の試験後にヒートシールエッジ漏れが発生し、コア処理構想はまず試験操作とサンプル調製の人為的要素を調査し、それからヒートシール技術パラメータを最適化し、最後に材料自身の適合性を検証し、具体的には以下の手順に従って徐々に解決し、処理方案の調製操作性と目標性を確保することができる。
第一歩:試験操作とサンプル調製の非プロセス誤差を排除する
これは最も軽視されやすい一環であり、優先的に調査する方向でもあり、操作問題による技術や材料問題の誤審を避ける。
サンプルの調製が規範化されているかどうかを検査する
ヒートシールサンプルの切断と前処理はシール効果に直接影響する。まず、サンプルの裁断が平らであるかどうかを確認し、もしヒートシールの縁にバリ、切欠き、あるいは厚さの不均一が存在すると、ヒートシール時の力と熱の不均一を招き、微小な隙間を形成して漏れを誘発することができる、次にサンプル表面が清潔であるかどうかを検査し、粉塵、油汚れまたは水分が残留すると、断熱シール層間の溶融結合を阻害し、シール完全性を破壊する。この時、高精度裁断工具を用いて再びサンプルを裁断し、ヒートシールの滑らかなバリのないことを保証し、そしてサンプル表面を塵のない布で拭いてから試験を行う必要がある。
テスト操作が基準を満たしているかどうかを確認する
重点的にヒートシール試験器の操作詳細を確認する:1つはヒートシール圧力が均一に印加されているかどうか、もし器具のヒートシールヘッドに傾斜、摩耗が存在する場合、あるいは圧力設定がヒートシール領域を完全にカバーしていない場合、局所的なシール不良を引き起こす可能性がある、第二に、ヒートシール時間の制御が正確であるかどうか、手動操作時に圧子接触時間が短すぎるか長すぎると、シール効果に影響する、第三に、試験後の漏れ検出方式が規範化されているかどうか、例えば負圧法、正圧法の圧力値と保圧時間が関連基準(例えばGB/T 15171、ASTMF 2054)に符合しているかどうか、検出方法の不適切による「偽漏れ」を回避する。
ステップ2:ヒートシールプロセスパラメータの最適化
操作とサンプルの問題を排除した後も漏れが発生する場合は、ヒートシールの3要素(温度、圧力、時間)のパラメータ調整に焦点を当てる必要があり、これはヒートシール漏れを解決する核心手段である。
ヒートシール温度の調整
温度はヒートシールの溶融度を決定する鍵である。温度が低すぎると、ヒートシール材料は十分に溶融できず、2層のフィルムの間に分子級の融合を形成することができず、圧力だけで貼り合わせて、シールがしっかりしていない隙間が現れやすい、温度が高すぎると、ヒートシール材料の分解、コークス化を招き、材料構造を破壊し、ピンホールや脆化割れを形成する。
最適化方法:勾配昇温試験法を採用し、既存の温度に基づいて、5℃間隔で徐々に温度(例えば120℃から150℃に順次上昇)を上昇させ、圧力と時間を維持し、毎回試験後に漏れ検査を行い、漏れシールのない最低有効温度を見つけ、温度が高すぎることによる材料損傷を回避する。
ヒートシール圧力の最適化
圧力の作用は、溶融したヒートシール層を十分に接触させて貼り合わせ、層間空気を排除することである。圧力が不足すると、溶融材料は緊密に結合できず、層間に微小な空隙が存在し、漏洩通路となる、圧力が大きすぎると溶融材料が押し出されすぎ、ヒートシールが薄くなり、強度が低下し、穴が開いてしまうこともあります。
最適化方法:確定した有効温度に基づいて、0.1 MPaを間隔として徐々に圧力(例えば0.2 MPaから0.5 MPaに上昇)を調整し、異なる圧力下のヒートシール状態を観察し、ヒートシールの平坦、押出物がなく、漏れのない圧力値を選択する。
ヒートシール時間の調整
時間はヒートシール層の溶融と融合の持続過程を決定し、温度、圧力と整合する必要がある。時間が短すぎると、ヒートシール層が完全に溶融せずに加圧を終了し、シール強度が不足する、時間が長すぎると、材料の熱分解が激しくなります。
最適化方法:確定した温度と圧力パラメータの下で、0.5 s間隔でヒートシール時間を延長し(例えば1 sから3 sに延長する)、テストを通じてシール要求を満たす最短時間を見つけ、効率とシール品質を両立する。
ステップ3:ヒートシール材料の適合性を検証する
プロセスパラメータの最適化を経ても漏洩問題が存在する場合は、材料自体の適合性と品質問題を考慮する必要がある。
ヒートシール材料の整合性をチェックする
異なる材質のヒートシール層(PE、CPP、EVAなど)の溶融温度と性能が異なり、複合フィルムの2層のヒートシール材料の材質が一致しない場合、またはヒートシール層の厚さが薄すぎる(通常、ヒートシール層の厚さ≧20μmを提案する)と、シール効果がよくないことがある。例えば、PEフィルムとCPPフィルムをヒートシールする場合、両者の溶融温度の交差区間をヒートシール温度として選択する必要があり、そうしないと、片側が十分に溶融し、他方側が溶融していないことが起こりやすい。
材料品質欠陥の調査
ヒートシール層に不純物、結晶点が含まれているか、またはフィルムにピンホール、厚さ不均等な欠陥が存在しているかどうかを検査し、これらの欠陥は直接ヒートシール後に漏れ点が発生することがあります。この場合、材料供給業者に連絡し、検査データを提供し、ロットを交換したり、材料調合方法を調整したりする必要があります。
ステップ4:記録と硬化の最適パラメータ
漏れ問題を解決した後、最終的に確定したヒートシール温度、圧力、時間パラメータを記録して保存し、そして何度も繰り返し性テストを行い、パラメータの安定性を検証し、標準化されたヒートシールプロセス方案を形成し、後続のテストまたは生産中に再び類似の問題が発生しないようにする必要がある。