Siegelnahtprüfung und Bestimmung der Peelkraft
Die Bestimmung der Peelkraft, auch Nahtfestigkeit oder Siegelnahtfestigkeit genannt, ermittelt die benötigte Kraft, um zwei miteinander gesiegelte Folienstreifen zu peelen. Die erzeugte Peelkraft kann als Kenngröße für die Qualität einer Verpackungslinie fungieren und gibt Informationen über die benötigten Siegelparameter.
Die Bestimmung der Peelkraft im Wärmezustand erlaubt die Geschwindigkeit einer Verpackungslinie zu optimieren. Das Siegeln zweier Folien ist üblicherweise der letzte Verfahrensschritt. In der Industrie ist diese Kenngröße auch als Hot-Tack bekannt. Dies gibt den möglichen Takt einer Verarbeitungslinie vor.
Die Folien können Mono- oder Mehrschichtfolien sein (z. B. aus PE-LD, PE-LLD, PP, bo-PET, EVOH, EVA, usw.). Das Siegeln zwischen Kaschierverbundsysteme mit anderen Materialien (z. B. Aluminium, Pappe) kann auch untersucht werden. Voraussetzung dafür ist, dass mindestens eine der beiden Folien eine siegelbare innere Schicht hat.
Grundlagen
Die Bestimmung der Peelkraft unterscheidet sich vom Hot-Tack-Verfahren im Zeitpunkt ihrer Bestimmung. Die Peelkraft wird erst gemessen, wenn die gebildete Naht zwischen zwei miteinander gesiegelten Folien abgekühlt ist. Aufgrund von möglichen Relaxationsprozessen ist eine Lagerzeit von etwa 7 – 10 Tagen zwischen dem Siegeln und dem Bestimmen der Peelkraft zu empfehlen.
In der Regel werden Siegelparameter wie Temperatur und Zeit variiert, um die so genannte Siegelkurve zu ermitteln. Die Siegelkurve gibt wichtige Informationen über das Verhalten der untersuchten Materialien unter verschiedenen Siegelparametern, die man im Labor simulieren kann.
Die Untersuchung „im Wärmezustand“ bedeutet, dass die Messung direkt nach der Bildung einer Naht zwischen zwei miteinander gesiegelten Folien durchgeführt wird, im Gegensatz zur Bestimmung der Peelkraft nach dem Abkühlen.
In der Regel werden Siegelparameter wie Siegeltemperatur und Siegelzeit variiert, um die so genannte Siegelkurve zu ermitteln. Die Siegelkurve gibt wichtige Informationen über das Verhalten der untersuchten Materialien unter verschiedenen Siegelparametern, die man im Labor simulieren kann.
Gerätetechnische Ausstattung
- Laborsiegelgerät Kopp Labormaster HTC 3000
- Zugprüfmaschine für Ermittlung der Peelkraft nach Abkühlung
- Abzuggeschwindigkeit und Einspannlänge nach Norm oder Absprache mit dem Kunden
- Abzugswinkel (auch Peelwinkel genannt) ist 90°;
- Symmetrie oder Asymmetrie des untersuchten Peelsystems muss berücksichtigt werden
- Abzugswinkel abweichend von 90° ist möglich
- Ermittlung der Peelkraft direkt nach dem Siegeln
- Peelkraft messbar zwischen 1,5 N und 200 N
- Breite des Prüfkörpers: von 15 mm bis 60 mm
Probenvorbereitung
- Stanzen der Folien, um Streifen gewünschter Breite zu erzeugen
- Lagerung bei Normklima oder anderen möglichen Bedingungen
- Beachtung der Orientierung vom Folien, falls notwendig
Prüfbedingungen
- Variation der Siegelparameter:
- Temperatur der Siegelschienen: von 23 °C bis 240 °C
- Siegelkraft: von 60 MPa bis 1800 MPa (nach Norm von 150 MPa bis 300 MPa empfohlen)
- Siegelzeit: ab 0,2 s
- Peelkraft messbar zwischen 1,5 N bis 200 N
- Siegelbacken-Geometrie: flach, längsgerillt und Waffelmuster
Normen
- DIN 55529:
Verpackung – Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit von Siegelungen aus flexiblen Packstoffen - ASTM F 88/F 88-M09:
Standard Test Method for Seal Strength of Flexible Barrier Materials - ASTM F 1921/F 1921M-12:
Standard Test Methods for Hot Seal Strength (Hot Tack) of Thermoplastic Polymers and Blends Comprising the Sealing Surfaces of Flexible Web - ASTM F 2029-08:
Standard Practices for Making Heatseals for Determination of Heatsealability of Flexible Webs as Measured by Seal Strength
Ergebnisse
- Peelkraft
- Siegelnahtfestigkeit
- Nahtfestigkeit
- Hot-Tack
- Siegelkurve
Dr. Katja Oßwald
Telefon: +49 (0)3461 30889-72
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