Heißsiegel- und Heißklebeprüfmaschine
ASTM F1921
In der Verpackungsindustrie ist die Gewährleistung der Integrität von Heißsiegeln entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktqualität und -sicherheit. Heißsiegel- und Heißklebeprüfmaschinen spielen eine wichtige Rolle bei der Bewertung der Festigkeit und Zuverlässigkeit von Siegeln zwischen thermoplastischen Materialien. Diese Prüfungen sind besonders wichtig für Branchen, die auf Form-Fill-Seal (FFS)-Verfahren angewiesen sind, wie z. B. Lebensmittelverpackungen und Verpackungen für medizinische Geräte. Durch die Bewertung der Heißklebefestigkeit und der Heißsiegeleigenschaften können die Hersteller sicherstellen, dass ihre Produkte die Industrienormen erfüllen und unter realen Bedingungen zuverlässig funktionieren.
Was ist eine Heißsiegel- und Heißklebeprüfung?
Bei der Heißsiegelprüfung wird die Festigkeit und Haltbarkeit der Siegelungen bewertet, die entstehen, wenn zwei thermoplastische Folien durch Hitze verbunden werden. Bei einer Heißklebeprüfung hingegen wird die Fähigkeit einer Heißsiegelung gemessen, Trennkräften unmittelbar nach dem Siegelvorgang zu widerstehen, bevor die Siegelung vollständig abgekühlt ist. Beide Tests sind in Branchen von entscheidender Bedeutung, in denen die Unversehrtheit einer Versiegelung für die Produktsicherheit, -qualität und -haltbarkeit unerlässlich ist.
Bei Verpackungsmaterialien, insbesondere bei solchen, die in vertikalen Form-Füll-Siegel-Systemen (VFFS) verwendet werden, bestimmen die Heißsiegel- und Heißklebeeigenschaften die Stärke der Verbindung zwischen den Materialien unter bestimmten Temperatur-, Zeit- und Druckbedingungen. Dies ist besonders wichtig, wenn die Verpackungen unmittelbar nach dem Versiegeln mit schweren oder heißen Produkten befüllt werden.
Instrumente für Heißsiegel- und Heißklebeprüfungen
Für die genaue Durchführung von Heißsiegel- und Heißklebeprüfungen sind Spezialgeräte wie das HTT Heißklebeprüfer verwendet wird. Diese Geräte sind so konzipiert, dass sie Parameter wie Versiegelungstemperatur, Druck und Verweilzeit präzise steuern, so dass die Hersteller reale Bedingungen nachbilden können. Die Tests sind in hohem Maße anpassbar und bieten verschiedene Testgeschwindigkeiten und Temperaturregelungen, die auf die zu prüfenden Materialien abgestimmt sind.
Wichtigste Parameter
| Versiegelung Temp. | Umgebungsbedingungen~250℃ |
| Temperaturgenauigkeit | ±0.2℃ |
| Verweilzeit | 0.1~9999s(Heißsiegelung ) |
| Verweilzeit | 0.1~9999s(Heißkleben ) |
| Siegeldruck | 0.15MPa~0.7MPa |
| Dichtungsbacken | 50mmx10mm Teflonbeschichtet |
| Kiefer Heizung | Doppelte Heizung |
| Wägezelle | 200N(Optional:30N50N100N, etc) |
| Genauigkeit | 0,5 F.S. |
| Auflösung | 0.01N |
| Strom | 220V, 50 HZ |
Hauptmerkmale von Heißsiegel- und Heißklebeprüfmaschinen
Eine hohe Qualität Heißsiegel- und Heißklebeprüfmaschine sollten eine präzise Kontrolle über verschiedene Parameter bieten, um die realen Bedingungen genau zu simulieren. Zu den wichtigsten Merkmalen dieser Maschinen gehören:
Präzise Temperaturregelung: Heißsiegelgeräte und Heißklebegeräte müssen konstante Siegeltemperaturen aufrechterhalten, die von Umgebungstemperatur bis zu 250 °C reichen können. Eine genaue Kontrolle ist für zuverlässige Prüfergebnisse unerlässlich.
Einstellbare Verweilzeit: Die Maschine sollte eine Anpassung der Verweilzeit an die Anforderungen der verschiedenen Materialien ermöglichen. Die Verweilzeit bezieht sich auf die Zeit, die das Material während der Versiegelung Hitze und Druck ausgesetzt ist.
Kraftmesszellen und Kraftmessung: Die Fähigkeit, die Kraft genau zu messen, ist für die Bestimmung der Heißklebefestigkeit unerlässlich. Kraftmessdosen mit hoher Genauigkeit (z. B. 0,5 F.S.) gewährleisten präzise Messwerte.
Benutzerfreundliches Interface: Moderne Maschinen sind mit PLC-Systemen (Programmable Logic Controller) und Touchscreen-Schnittstellen für eine einfache Bedienung und Datenanalyse ausgestattet.
Übereinstimmung mit ASTM F1921: Es ist wichtig, dass die Prüfmaschine die Anforderungen der ASTM F1921 erfüllt, um sicherzustellen, dass die Prüfungen unter standardisierten Bedingungen durchgeführt werden.
Die Bedeutung der Heißklebefestigkeit
Die Heißklebeprüfung misst die Festigkeit der Versiegelung unmittelbar nach dem Heißsiegelvorgang, bevor das Material abgekühlt ist. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Verpackungslinien, in denen gleichzeitig versiegelt und befüllt wird, insbesondere wenn es sich um schwere Inhalte handelt. Ohne ausreichende Heißklebefestigkeit kann die Versiegelung einer Verpackung in den frühen Phasen der Abkühlung versagen, was zum Verschütten von Flüssigkeiten oder zu einer Beeinträchtigung der Produktsicherheit führen kann.
Die Heißklebekraft ist ein Schlüsselfaktor bei vertikalen Form-Fill-Seal (VFFS)-Anwendungen. Bei diesen Systemen erfolgt die Versiegelung schnell, so dass nur wenig Zeit bleibt, um die Versiegelung abzukühlen, bevor die Verpackung mit dem Inhalt gefüllt wird. Der Test bewertet die maximale Kraft, der eine Siegelschicht standhalten kann, während sie noch heiß ist, und hilft den Herstellern, die Haltbarkeit des Siegels unter realen Bedingungen zu beurteilen.
Die ASTM F1921 und ihre Rolle bei der Heißklebeprüfung verstehen
ASTM F1921 ist das Standardprüfverfahren zur Messung der Heißklebefestigkeit von thermoplastischen Polymeren und Mischungen, die in flexiblen Bahnen verwendet werden. Sie enthält spezifische Richtlinien für die Messung der Kraft, die erforderlich ist, um einen heißgesiegelten Bereich zu trennen, während er sich noch im heißen Zustand befindet. Diese Norm ist in der Verpackungsindustrie weit verbreitet, um die Leistung und Sicherheit von Siegeln in flexiblen Materialien zu gewährleisten.
Bei der Prüfmethode nach ASTM F1921 werden zwei Probenstreifen unter kontrollierten Temperatur-, Druck- und Verweilzeitbedingungen zwischen beheizten Klemmbacken versiegelt. Nachdem die Versiegelung erfolgt ist, wird die versiegelte Probe auseinandergezogen und die zur Trennung erforderliche Kraft gemessen. Mit diesem Verfahren lässt sich feststellen, ob die heißgesiegelte Verpackung den Belastungen standhält, denen sie während ihres Lebenszyklus ausgesetzt sein kann.
In dieser Norm werden zwei Verfahren zur Bestimmung der Heißklebefestigkeit von thermoplastischen Polymeren beschrieben:
- Methode A (feste Verzögerung): Misst die Heißklebefestigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Backentrennung mit einer vorgegebenen Verzögerung.
- Methode B (Variable Verzögerung): Misst die maximale Heißklebekraft bei verschiedenen Verzögerungsintervallen.
Durch die Einhaltung der ASTM F1921-Richtlinien können die Hersteller sicherstellen, dass ihre Verpackungsmaterialien die erforderlichen Festigkeitsstandards erfüllen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verpackungen unter realen Bedingungen, wie z. B. bei der Hochgeschwindigkeitsproduktion und bei unterschiedlichen Umweltfaktoren, gut funktionieren.
Prüfverfahren für Hot Tack Test
1. Vorbereiten der Probe
Vor Beginn der Heißsiegel- und Heißklebeprüfungen werden die Materialproben auf die erforderliche Größe zugeschnitten. Für den Heißklebetest sind die Probenstreifen in der Regel zwischen 15 mm und 25 mm breit. Das Material kann unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen konditioniert werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten.
2. Siegelverfahren
Die Probe wird zwischen zwei beheizte Klemmbacken gelegt, die Druck und Wärme ausüben, um das Siegel zu bilden. Die verwendeten Temperatur- und Druckparameter hängen von dem zu prüfenden Material und der Art der Verpackung ab, die hergestellt wird. Folien mit dickeren Schichten können zum Beispiel höhere Temperaturen oder längere Verweilzeiten erfordern.
3. Messung der Heißklebrigkeit
Sobald das Material versiegelt ist, wird es schnell aus den Klemmbacken herausgezogen. Die Kraft, die zum Trennen des versiegelten Materials erforderlich ist, wird gemessen. Diese Kraft ist die Heißklebekraft und wird in verschiedenen Zeitintervallen, typischerweise in einer Abkühlkurve, bewertet.
- Feste Verzögerungsmethode: Misst die Kraft in verschiedenen Zeitintervallen nach der Versiegelung.
- Variable Verzögerungsmethode: Bestimmt die maximale Kraft, die beim Herausziehen des Siegels ausgeübt wird.
Diese Tests sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Dichtungen den Kräften standhalten, die während der Produktion und Lagerung auf sie einwirken.
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