ラミネートフィルム製造におけるしわと接着強度の問題

横方向のしわが発生する理由

ウェブを横切る方向に走るしわは、多くの場合、完成したロールの両端付近に現れ、基材間の不一致を示しています。典型的なパターンは、一方のフィルムが平坦なままで、もう一方が接着線から浮き上がるトンネル状のしわです。

材料側では、2つの不具合が主な原因です。接着剤の初期タックが不十分で硬化前にフィルム同士を保持できないか、基材の表面張力が低すぎて接着剤が適切に濡れ広がらないかです。

機械側では、2つのベースフィルムの巻き出し張力が最初に確認すべき点です。一方の張力が高すぎ、もう一方が低すぎると、ウェブは接着ニップに到達する前に歪みます。BOPPとアルミ箔の構成は良い例です。BOPPが高い張力で走行すると乾燥トンネル内で伸びますが、伸びの小さいアルミ箔はそれに追従できません。ラミネート後にBOPPが冷却・収縮すると、アルミ箔が外側に押され、ウェブを横切る一連のトンネル状のしわが現れます。

他の工程不具合も同じ結果を生みます。接着剤が少なすぎる、または均一に塗布されていないと、局所的に接着が弱まり、その箇所からしわが発生します。巻き取り張力が低すぎるとロールが緩み、収縮しやすいフィルムが自由に縮む余地ができます。ロールをきつく巻き、そのまま硬化室に移すと層同士が押し付けられ、その自由度がなくなります。乾燥オーブンの温度が低すぎ、空気の流れが悪いと、接着剤に溶剤が残り、十分に乾燥せず、2つのフィルムが互いに滑る可能性があります。

接着強度の不良

簡単に剥がれるラミネートは、同じ順序で確認します。まず接着剤、次に基材、次にインキ、最後に機械設定です。

接着剤と基材の選定

加工業者はしばしば、すべてのジョブに対応する1つの接着剤を求めます。実際には汎用品は妥協の産物です。YH2000やYH2000Sなどのグレードは広い範囲をカバーし、YH2000Sはレトルト用途を除くほぼすべての構成、箔ラミネートを含めて対応できます。それでもピール強度は専用グレードに劣るため、レトルトフィルム、メタライズドフィルム、耐媒体性構成には、その用途に合わせた接着剤が必要です。

基材の表面張力も同様に重要です。PEおよびCPPフィルムはラミネート時に38ダインを下回ってはいけません。製造直後のPEおよびCPPフィルムはしばしば43ダイン以上を示しますが、製造後すぐに値が低下します。約38ダインは1か月保持され、3か月後には35～36ダインになります。少量ずつ購入・保管し、フィルムを機械にかける前にダイン値を測定してください。

ラミネート直後は良好な接着強度を示すが、翌日には弱くなる例があります。原因はフィルム自体にあります。フィルム製造時に添加される熱安定剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤は、時間とともにコアから表面へ移行します。添加剤の負荷が大きいとピール強度が急激に低下することがあります。この影響は室温で7日以内に現れることが多く、硬化室ではわずか24時間で現れることもあります。

インキに関連する不具合

インキが関与する場合、2つのパターンが現れます。剥離時にインキが広範囲に浮き上がる場合、接着剤がインキ層に十分浸透していない、インキの樹脂が適切でない、または接着剤の塗布量が不足しています。高固形分・低粘度の接着剤、異なるインキ、またはベタ刷り部分の塗布量を10パーセント増やすことで通常解決します。インキ上では接着が良好だが、未印刷部分で弱い場合、そのインキのロットにブロッキング防止剤が過剰に含まれている可能性が高いです。

確認すべき機械設定

接着剤の塗布量が目標に達しない場合、配合を変更する前に塗布ユニットを確認してください。ニップローラーの温度が低すぎると接着剤が十分に活性化されず、インキを適切に濡らすことができません。この影響はベタ刷りの箔加工で明らかです。また、構成が異なれば設定も異なります。そのためPET、アルミ箔、PEのラミネートは、PET、メタライズドフィルム、PEのラミネートとは異なる条件で運転されます。

これらの不具合はどれもランダムではありません。横方向のトンネル状のしわと弱いピールは、張力、表面エネルギー、接着剤の選択、オーブン条件に起因し、それぞれは本番生産に入る前に測定できます。