Лабораторная процедура испытания термосварки плёнок: пошаговый протокол по ASTM F2029

Перед началом испытаний проверьте калибровку прибора: точность температуры в планируемых точках (ASTM F2029 требует ±1°C; модели KHT серии STH обеспечивают ±1°C, а STH-3A -- ±0,5°C -- верифицируйте калиброванной эталонной термопарой не реже одного раза в год); калибровку усилия губки (верифицируйте калиброванным тензодатчиком); состояние поверхности губки (чистая, плоская, без загрязнений от предыдущих испытаний). Дайте прибору стабилизироваться при заданной температуре не менее 10 минут перед изготовлением испытательных швов. Для градиентного STH-5: дождитесь стабилизации всех 5 губок независимо -- проверьте заданную и отображаемую температуру на каждой губке.

Вырежьте плёночные образцы размером 150--200 мм в машинном направлении (MD) x 15 мм или 25 мм в поперечном направлении (TD). Если плёнка имеет выраженное машинное направление (например, ориентированные плёнки), нарезайте образцы с единообразной ориентацией по MD и документируйте это. Кондиционируйте образцы при 23°C +/-2°C, 50% +/-5% RH не менее 24 часов перед сваркой (или согласно соответствующему стандарту на продукцию). При сварке: расположите образец герметизирующими слоями друг к другу (герметик к герметику для самосваривающихся плёнок) или согласно требованиям конкретного применения (например, герметик плёнки к покровной фольге).

По ASTM F2029: задайте температуру. Дождитесь стабилизации 10 минут. Задайте время выдержки и давление. Поместите образец под губку так, чтобы зона сварки была отцентрирована. Закройте губку -- ASTM F2029 определяет замыкание как момент полного контакта при заданном давлении. Выдержите запрограммированное время. Откройте губку. Извлеките образец. Зафиксируйте: температуру сварки (°C), давление губки (N или N/см²), время выдержки (секунды), ID образца, партию/серию плёнки, оператора, дату, ID прибора и дату калибровки. Для градиентного испытания (STH-5): все 5 позиций свариваются одновременно -- зафиксируйте настройки градиента (все 5 температур).

После сварки: кондиционируйте образцы при 23°C +/-2°C, 50% +/-5% RH не менее 1 часа (или 24 часа для фармацевтических применений или согласно спецификации). Не укладывайте и не сжимайте сваренные образцы в процессе кондиционирования. После кондиционирования: нарежьте сваренные образцы на полосы шириной 15 мм или 25 мм. Закрепите в зажимах разрывной машины, установите скорость траверсы 250--300 мм/мин, выберите угол отслаивания (метод A, B или C по ASTM F88 и области применения). Зарегистрируйте пиковое усилие (Н) и рассчитайте Н/15мм (или Н/25мм). Представьте результат как среднее +/- стандартное отклонение для повторных образцов (минимум 3 повторности по ASTM F88).

Для межлабораторной сопоставимости результатов документируйте: марку/модель/серийный номер прибора; статус и дату калибровки; номер партии и поставщика плёнки; условия кондиционирования (журнал температуры/влажности); параметры сварки (температуру, усилие, выдержку по всем позициям); параметры отслаивания (скорость, угол, ширину образца); результаты (индивидуальные значения + среднее + SD); характер разрушения (адгезионный, когезионный, разрыв плёнки -- по определениям ASTM F88). Наиболее частая причина межлабораторных расхождений в испытании термосварки -- недокументированные или неконтролируемые параметры сварки, в особенности вариативность времени выдержки и некалиброванная температура. Именно для устранения этого и существует ASTM F2029.

Холодные швы (прочность ниже минимума): температура ниже SIT; недостаточное время выдержки; загрязнение зоны сварки; ориентация герметик к подложке (перевёрнутый образец). Решение: используйте градиентный STH-5 для подтверждения SIT; проверьте программирование времени выдержки; очистите поверхности губок; проверьте ориентацию образца. Расслоение (разделение слоёв подложки, а не раскрытие шва): температура слишком высока; выдержка слишком длинная; избыточное давление губки. Решение: снизьте температуру или время выдержки; откалибруйте давление губки. Деградация плёнки (прогар, обесцвечивание, разрушение структуры): температура слишком высока для данного материала. Решение: снизьте температуру; проверьте рекомендуемый диапазон сварки в паспорте материала.