포장지 물성 씰링강도에 대해 알아보겠습니다

 

씰링이 되어야 입체적인 포장지의 모양이 형성됩니다.

서론

 

"포장지 물성 - 씰링 강도" 에 대한 이해는 제품 보호와 품질 유지의 핵심 요소로, 이는 포장지 제조 및 이용에 있어 중요한 과제입니다. 포장지의 안쪽 필름을 녹여 봉합시키는 씰링 과정이 포장지의 형태를 구성하는 방식을 살펴보며 시작하겠습니다. 씰링 강도는 포장지가 제품을 안전하게 보호하고, 신선도를 유지하며, 외부 환경으로부터 보호하는데 결정적인 역할을 합니다.

 

씰링 강도는 제품의 품질과 직접적으로 연결되어 있기 때문에, 이를 정확히 이해하고 적절히 관리하는 것이 필수적입니다. 따라서 이 글에서는 씰링 강도에 대해 깊이 있게 이해하고, 이를 향상시키는 방법에 대해 다루겠습니다. 포장지의 씰링 강도를 효과적으로 관리하면서 제품의 품질과 안정성을 향상시키는 방법을 찾아내는 것이 이 글의 목표입니다. 이를 통해, 포장지의 물성 중 하나인 씰링 강도의 중요성을 이해하고, 이를 최적화하는 방법에 대한 통찰력을 얻으시길 바라겠습니다.

 

씰링(열봉합)

 

씰링(sealing)은 포장 공정에서 매우 중요한 단계로, 포장 필름의 두 부분을 서로 접합시키는 과정을 말합니다. 이는 물질이나 제품이 포장 내부에서 외부 환경으로 노출되는 것을 방지하며, 제품의 보호 및 저장에 필수적입니다. 씰링 과정은 주로 열을 이용해 이루어집니다. 씰링기는 특정 온도에 도달하게 하여 포장 필름의 일부분을 녹이고, 이 녹은 부분을 서로 압착해 접합시킵니다.

 

이렇게 생성된 접합선은 식품이나 다른 제품이 포장 내부에서 외부로 유출되는 것을 막는 역할을 합니다. 씰링 강도는 이 접합선의 품질을 나타내는 지표로, 필름의 종류, 두께, 씰링 온도, 압력, 시간 등 여러 요소에 의해 영향을 받습니다. 씰링 강도가 높을수록 포장이 더 견고해지고 제품의 보호 기능이 향상됩니다. 하지만, 과도한 씰링 강도는 필름을 손상시킬 수 있으므로 적절한 씰링 강도를 유지하는 것이 중요합니다. 이처럼 씰링은 포장 공정에서 중요한 역할을 하는 동시에, 포장의 품질과 제품의 보호 수준을 결정짓는 핵심 요소입니다. 따라서 씰링 과정의 이해와 적절한 씰링 강도 관리는 포장 제조 및 사용에 있어 필수적인 과제로 여겨집니다.

 

씰링강도 측정 방법

 

제품의 품질과 안정성을 보장하는 핵심 요소인 씰링 강도를 측정하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 씰링 강도는 포장 필름의 접합력을 나타내는 중요한 지표로, 이를 측정하는 데는 다양한 방법이 있습니다. 이번 글에서는 그 중에서도 가장 일반적으로 사용되는 방법을 소개하겠습니다.

 

씰링 강도를 측정하는 과정은 다음과 같습니다.

 

1. 씰링 압력과 씰링 온도를 설정하여 포장 필름을 씰링합니다. 이때 씰링 압력과 온도, 씰링 시간은 씰링 강도에 큰 영향을 미치므로, 이들을 적절히 설정하는 것이 중요합니다.

 

2. 씰링이 완료된 후, 씰링 부위의 폭을 15mm로 정하여 시편을 만듭니다. 이 시편을 만드는 과정에서는 씰링 부위가 균일하게 분포하도록 주의를 기울여야 합니다.

 

3. 시편이 준비되면, 이를 속도 200mm/분으로 Universal Testing Machine(UTM)을 이용하여 당깁니다. UTM은 재료의 인장 강도를 측정하는 장비로, 이를 통해 포장 필름의 씰링 강도를 정량적으로 측정할 수 있습니다.

 

이렇게 측정된 씰링 강도는 포장 필름의 접합력을 나타내는 중요한 지표로, 이를 통해 포장의 품질과 안정성을 평가하고 개선할 수 있습니다. 이러한 측정 방법을 통해, 우리는 포장 필름의 씰링 강도를 효과적으로 관리하고, 제품의 품질과 안정성을 더욱 향상시킬 수 있을 것입니다.

 

씰링 강도를 조절하기 위한 방법

 

씰링은 결국 열에 의해 고분자가 녹으면서 봉합되는 것입니다. 때문에, 각 고분자의 녹는점(Tm)과 연관이 있으며, 이 녹는점은 DSC를 통해 파악할 수 있습니다. 하지만, 씰링하는 조건은 그 압력과 시간이 정해져있기 때문에, 실제 고분자의 녹는점 온도와는 차이가 있을 수 있습니다. 때문에, 조건에 따른 씰링강도 데이터를 쌓는 것이 필요합니다.

 

각 재료의 녹는점을 정리하면 다음과 같습니다.

1. 폴리프로필렌 (PP): 약 160 - 170℃

2. 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE): 약 105 - 115℃

3. 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE): 약 110 - 120℃

4. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET): 약 250 - 260℃

5. 나일론 (NY): 약 220 - 250℃

6. 알루미늄 (AL): 약 660℃

 

이 정보는 각 재료의 씰링 과정에서 적절한 온도를 설정하는 데 도움이 됩니다. 씰링 온도가 너무 낮으면 필름이 제대로 접합되지 않을 수 있고, 너무 높으면 필름이 손상될 수 있습니다. 보통 씰링하는데 사용되는 필름은 CPP, LLDPE, LDPE, Sealable OPP가 있습니다. 씰링을 위한 PP는 씰링층에 Ethylene이 공중합된 원료를 사용함으로써 온도를 낮춥니다. 이는 1급지에 OPP를 구성할 경우, 만약 씰링층의 PP를 녹이기 위해 온도를 올리고자 하면, PP의 녹는점이 동일하기 때문에, 1급지의 OPP가 녹아버립니다. 때문에, 녹는점에 차이를 줘서 1급지는 녹지 않되, 씰링층만 녹도록 하기 위해서 해당 온도를 더 낮추는 방식을 사용합니다. 여러층으로 구성된 필름에 대한 설명은 아래 글을 참고해주시길 바라겠습니다.

https://10yp.tistory.com/25

여러층으로 구성되어 있는 필름, 다층필름(Multilayer film)

 

결론

 

포장지의 물성 중 하나인 씰링 강도는 제품의 보호 및 저장, 그리고 품질 유지에 있어 결정적인 역할을 합니다. 씰링 강도를 측정하고 관리하는 것은 포장지 제조 및 사용에 있어 중요한 과제로, 이를 통해 포장지의 품질을 향상시키고 제품의 안정성을 높일 수 있습니다.

 

본 글에서는 씰링 강도를 측정하는 일반적인 방법을 소개하였으며, 이를 통해 씰링 강도를 효과적으로 관리하는 방법에 대해 알아보았습니다. 씰링 압력 및 씰링 온도를 설정하여 씰링한 후, 씰링 부위의 폭을 15mm로 시편을 만들고, 이를 속도 200mm/분으로 UTM을 이용하여 당겨서 측정하는 방식을 통해 정확하게 씰링 강도를 측정할 수 있습니다.

 

여기에 더해, 씰링 과정에서는 1급지가 녹지 않되, 씰링층만이 녹도록 하는 조절이 필요합니다. 이를 위해 각 재료의 녹는점을 고려하여 적절한 씰링 온도를 설정하는 것이 중요합니다. 이를 위해 PP, LDPE, LLDPE, PET, NY, AL 등 다양한 재료의 녹는점을 알아보았습니다. 또한, BOPOS(Sealable OPP)와 같은 씰링성을 가진 소재에 대해 설명하였습니다.

 

이러한 소재는 높은 온도에서도 안정적인 씰링 성능을 보여주며, 포장재로서의 견고함과 내구성을 높여줍니다. 이처럼 씰링 강도는 포장지의 중요한 물성 중 하나로, 이를 효과적으로 측정하고 관리하는 것이 포장지의 품질과 제품의 보호를 위해 필수적입니다. 씰링 과정에서 1급지와 씰링층의 열 특성을 정확히 이해하고 이를 적절히 조절하는 것이 중요합니다.

 

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