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包装ラインの最適化や積層構造の性能向上をお考えですか?この実践的なガイドでは、押出コーティング(ラミネーションとも呼ばれる)の基本原理、材料選定、加工手順、トラブルシューティング技術について解説します。押出コーティングは、包装、医療、自動車、産業分野で幅広く使用されている技術です。

ラミネーション(押出コーティング)とは何か、そしてどのように機能するのか?

ラミネーション、または押出コーティングとは、溶融したプラスチック(最も一般的なのはポリエチレン(PE))を紙、布、不織布、アルミ箔などの基材に均一にコーティングするプロセスです。押出装置を用いてプラスチックを溶融、コーティング、冷却することで複合構造を形成します。

その基本原理は、高温で溶融したプラスチックの流動性を利用して基材と強固に接合し、それによって基材にバリア性、ヒートシール性、耐久性を付与することにある。

ラミネート加工の主要工程

1. 原材料の準備:適切なプラスチックペレット(例:PE、PP、PLA)と基材(例:バージンペーパー、不織布)を選択します。

2. プラスチックの溶融と押出成形:プラスチックペレットを押出機に投入し、高温で溶融させて粘性のある液体にします。溶融したプラスチックはTダイを通して押し出され、均一なフィルム状の溶融物を形成します。

3.コーティングとコンパウンディング:溶融したプラスチックフィルムは、張力制御下で、あらかじめ巻き戻された基材の表面に精密にコーティングされます。コーティング箇所では、加圧ローラーの作用により、溶融プラスチックと基材がしっかりと接合されます。

4. 冷却と硬化:配合された材料は冷却ローラーを素早く通過し、溶融したプラスチック層が急速に冷却・固化して、丈夫なプラスチックフィルムを形成します。

5. 巻き取り:冷却・硬化した積層複合材料をロール状に巻き取り、後続の加工および使用に供する。

6. オプションの手順:場合によっては、積層層の密着性を向上させたり、表面特性を強化したりするために、基材にコーティング前にコロナ処理を施すことがあります。

押出コーティングまたはラミネーション用基材およびプラスチック選定ガイド

ラミネート加工工程で使用される材料は、主に基材とラミネート材(プラスチック)である。

1. 基質

基材の種類

主な用途

主な特徴

紙/板紙 カップ、ボウル、食品包装、紙袋 繊維構造と表面の滑らかさによって接着品質に影響します
不織布 医療用ガウン、衛生用品、自動車内装 多孔質で柔らかいため、接着条件の調整が必要
アルミホイル 食品、医薬品包装 優れたバリア特性を備え、ラミネート加工により機械的強度が向上します。
プラスチックフィルム(例:BOPP、PET、CPP) 多層バリアフィルム 複数のプラスチック層を組み合わせて機能性を向上させるために使用される。

2. ラミネート材料(プラスチック)

・ポリエチレン(PE)

LDPE:優れた柔軟性、低い融点、紙のラミネート加工に最適。

LLDPE:優れた引張強度と耐穿刺性を持ち、LDPEとブレンドされることが多い。

HDPE:剛性とバリア性能に優れているが、加工がより難しい。

・ポリプロピレン(PP)

ポリエチレンよりも優れた耐熱性と剛性を備えています。高温滅菌用途に最適です。

・生分解性プラスチック

PLA:透明で生分解性があるが、耐熱性に限界がある。

PBS/PBAT:柔軟性と加工性に優れ、持続可能な包装ソリューションに適しています。

・特殊ポリマー

EVOH:優れた酸素バリア性を持ち、食品包装の中間層としてよく使用される。

アイオノマー:高い透明度、耐油性、優れた密封性。

押出コーティングおよびラミネーションにおける一般的な問題点と解決策:実践的なトラブルシューティングガイド

1. 接着/ブロッキングの問題

原因:冷却不足、過度の巻線張力、ブロッキング防止剤の不十分または不均一な分散、周囲温度および湿度の高さ。

解決策:冷却ローラーの温度を下げ、冷却時間を長くする。巻き取り張力を適切に下げる。ブロッキング防止剤(エルカミド、オレアミド、シリカ、SILlKE SILIMERシリーズのスーパースリップ、ブロッキング防止マスターバッチなど)の量と分散を増量または最適化する。生産環境の周囲温度と湿度を改善する。

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主な利点:ポリエチレンフィルム用滑り剤およびブロッキング防止剤

滑りやすさとフィルムの開封性能が向上しました

・高温条件下での長期安定性

・沈殿や粉化がない(「ブルーム」効果なし)

・印刷、ヒートシール、ラミネート加工に悪影響はありません

・樹脂系内における顔料、充填剤、機能性添加剤の溶融流動性と分散性を向上させます。

顧客からのフィードバック – 押出コーティングまたはラミネート加工用途向けソリューション:
ラミネート加工や押出コーティングプロセスを使用するプラスチックフィルムメーカーは、SILIMERの滑り止め剤とブロッキング防止剤が、ダイリップの固着問題を効果的に解決し、PEベースのコーティングにおける加工効率を大幅に向上させると報告している。

2. 剥離強度不足(層間剥離):

原因:基板表面エネルギーが低い、コロナ処理が不十分、押出温度が低すぎる、コーティング圧力が不十分、プラスチックと基板の不一致。

解決策:コロナ処理による基材への効果を改善する。押出温度を適切に上げて溶融樹脂の基材への濡れ性を向上させる。コーティング圧力を上げる。基材との適合性が高い積層材料を選択するか、カップリング剤を添加する。

3. 表面欠陥(例:斑点、魚の目、オレンジの皮のような質感):

原因:プラスチック原料中の不純物、未溶解物質、水分;金型の洗浄不良;押出温度または圧力の不安定性;冷却の不均一性。

解決策:高品質で乾燥したプラスチック原料を使用する。金型と押出機を定期的に清掃する。押出および冷却パラメータを最適化する。

4. 厚みの不均一性:

原因:ダイの温度ムラ、ダイリップギャップの不適切な調整、押出機スクリューの摩耗、基板の厚さの不均一。

解決策:金型温度を正確に制御する。金型リップギャップを調整する。押出機を定期的にメンテナンスする。基材の品質を確保する。

5.ヒートシール性の低さ:

原因:ラミネート層の厚さが不十分、ヒートシール温度が不適切、ラミネート材の選択が不適切。

解決策:ラミネートの厚さを適切に増やす。ヒートシール温度、圧力、時間を最適化する。ヒートシール特性の優れたラミネート材料(例:LDPE、LLDPE)を選択する。

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投稿日時:2025年7月31日