ポリエチレンフィルムの押出成形において、なぜ溶融破壊が発生するのか？

溶融破断は、ポリエチレン（PE）フィルム押出成形において最も一般的な表面欠陥の一つであり、特にLLDPE、HDPE、mLLDPEの高速加工において顕著である。

通常は次のように表示されます。

・サメ肌のような表面の質感

・表面が粗い、または不規則な外観

・ダイ出口における流れの不安定性

・光学的な透明度の低下

根本的な原因

溶融破壊は、ポリマー溶融物が高せん断応力下で金型を通過する際に、界面流動の不安定性によって引き起こされる。

せん断応力が臨界閾値を超えると：

・ポリマー溶融物は滑らかな流れを維持できない

・金型壁面でスティックスリップ現象が発生する

・表面層は周期的に亀裂を生じる

これは以下の状況下でより深刻になります。

・高速ライン押出成形

・ダイギャップを狭める

・高分子量樹脂

・メタロセン系ポリエチレングレード

従来のフッ素ポリマーPPAが使用される理由

数十年にわたり、フッ素系ポリマー加工助剤（PPA）は、PEフィルム押出成形における溶融破断の問題を解決するために使用されてきた。

それらは以下の方法で機能します。

・ダイ表面へ移動する

・低表面エネルギーのフッ素化コーティングを形成する

・溶融金型間の摩擦を低減する

・壁面滑りを可能にする

これにより、溶融物の流れが安定し、シャークスキン欠陥が解消されます。

しかし、PFAS関連物質に対する規制圧力の高まりにより、加工業者がこの問題に取り組む方法が変化しつつある。

メーカーがフッ素樹脂以外のソリューションを求めている理由

フッ素系PPAからの移行は、以下の要因によって推進されている。

規制圧力

・EU REACHにおけるPFAS規制案

• 米国環境保護庁（EPA）のTSCAに基づくPFAS報告要件

・世界的なPFASモニタリングイニシアチブ

OEMおよびブランドの要件

・PFASフリーの包装材が求められる

・サステナビリティコンプライアンス監査

・循環型経済の目標

技術的および運用上の懸念事項

・リサイクル工程におけるフッ素ポリマー残留汚染

・輸出資格に関するリスク

・サプライチェーンの不確実性

その結果、プロセッサは積極的に以下のものを求めている。

フッ素系ポリマーを使用せずに溶融破壊を解消する方法

フッ素樹脂を使用せずにメルトフラクチャーを解消することは可能か？

はい。

ほとんどのポリマー添加剤メーカーは、PFASを含まない加工助剤を発売しており、フッ素系表面コーティングに頼らない代替的なアプローチを提供している。

これらのシステムは、永久的なフッ素ポリマー膜を形成するのではなく、動的な界面潤滑制御によって機能します。

PFASフリーの加工助剤がメルトフラクチャーを解消する方法

PFASを含まないPPA（特にシリコーン系システム）は、異なるメカニズムによってメルトフラクチャーを低減します。

1. 界面滑りの安定化

これらはポリマー溶融物と金型表面との相互作用を変化させ、スティックスリップ不安定性を低減する。

2. せん断応力変動の低減

分子レベルで流れの挙動を滑らかにすることで、金型出口における急激な応力変化を最小限に抑える。

3. 動的潤滑層の形成

界面には自己調整型の分子層が形成され、押出成形条件を継続的に安定化させる。

4. 溶融流動性の均一性の向上

ポリマー溶融物は、金型全体にわたってより均一な速度分布を維持する。

溶融破壊防止のためのSILIMER社製PFASフリーPPA

SILIKE SILIMER PFASフリー加工助剤これらは、フィルム製造において高速安定性と高い表面品質が求められるポリオレフィン押出成形システム向けに特別に設計されています。

これらは、フッ素系ポリマーPPAの代替品として開発されました。

・LLDPEフィルム押出成形

・HDPEフィルムの加工

・mLLDPE高速ブローフィルム製造ライン

SILIMER PFASフリー加工助剤（フッ素系ポリマーPPAの代替品）技術の仕組み

PEフィルム押出成形におけるSILIKE SILIMERシリーズのPFASフリーおよびフッ素フリー代替ソリューションの性能上の利点

PEフィルム製造システムに適用した場合、SILIKE SILIMERシリーズの非PFASプロセス助剤は、以下の点で役立ちます。

♦ 溶融割れやシャークスキン欠陥を解消する

♦表面の滑らかさを向上させ、光学的な透明度を維持する

♦ 押出圧力を下げる

♦ スループットの安定性を向上させる

♦ 金型への堆積物とダウンタイムを削減

♦ 高速ラインでも安定した性能を維持する

PFASフリーPPAが最も効果的な場所

これらは以下の分野で広く使用されています。

ブローフィルム押出成形

・LLDPEおよびmLLDPEフィルム
・高速薄膜製造
・包装フィルムの用途

キャストフィルム押出成形

・光学フィルムおよび包装フィルム
・多層構造

HDPEフィルムシステム

・工業用フィルム
・成形充填シール（FFS）式高耐久性包装

再生ポリオレフィンの加工

・不安定な溶融流動挙動の安定化

フッ素系ポリマーを使用せずに溶融破砕の抑制を最適化する方法

最良の結果を得るために、プロセッサは通常、次のアプローチに従います。

ステップ1：ベースライン条件を特定する

・現在の圧力、出力、および欠陥レベルを記録する

ステップ2：PFASフリーのPPAを導入する

・推奨される低用量レベルで追加
・マスターバッチまたは配合段階で適切な分散を確保する

ステップ3：界面挙動を安定化させる

・システムが定常状態の潤滑バランスに達するまで待つ

ステップ4：処理パラメータを最適化する

・温度プロファイルを調整する
・ライン速度とスクリュー速度を微調整する

ステップ5：フィルムの品質を確認する

・表面の滑らかさを確認する
・曇りや光沢の安定性を監視する
・長期的な安定性を評価する

溶融破壊制御におけるPFASフリーPPAとフッ素ポリマーPPAの比較

安定した高速ポリエチレンフィルム加工のための実用的なソリューション

実測データ比較：SILIKE SILIMERシリーズフッ素フリーPPAとPFASフリー加工助剤の比較

よくある質問

フッ素系ポリマーを使用せずに、メルトフラクチャーを完全に排除することは可能でしょうか？

はい。SILIKE SILIMERシリーズのPFASフリーPPAは、適切に最適化すれば、ほとんどのPEフィルム押出成形システムにおいてメルトフラクチャーを完全に解消できます。

PFASフリーのPPAは、フィルムの透明度や光沢に影響を与えますか？

推奨用量で使用した場合、重大な悪影響は認められません。

フッ素を含まない溶液は高速押出成形に適していますか？

はい。SILIKE SILIMERシリーズのPFASフリーポリマー加工助剤は、高せん断、高スループットの条件下での使用を想定して設計されています。

PFASフリーのPPAは、再生ポリエチレンと併用できますか？

はい。SILIKE SILIMERシリーズのPFASフリーPPAは、再生ポリオレフィン加工における安定性を向上させることができます。

結論

PEフィルム押出成形におけるメルトフラクチャーは、根本的にはダイ表面における界面摩擦によって引き起こされる流れの不安定性の問題である。

フッ素ポリマーPPAはこれまでこの問題を解決するために使用されてきたが、PFASフリーの加工助剤現在では、実行可能で、ますます好まれる代替手段を提供している。

SILIKE SILIMERテクノロジーなどのPFASフリーソリューション有効にする：

♦安定した高速押出

♦ 欠陥のないフィルム表面

♦ 金型付着物の低減

♦ 規制遵守への準備状況

♦ フッ素フリー処理システム

フッ素系ポリマーを使用せずにPEフィルム押出成形におけるメルトフラクチャーを解消する方法について詳しく知りたい場合、またはSILIMERシリーズのPFASフリーPPAのサンプルをご希望の場合は、こちらをご覧ください。amy.wang@silike.cn | www.siliketech.com