概要：本論文では、PET/VMCPPおよびPET/VMPET/PE複合フィルムを複合化した際の白点問題を分析し、対応する解決策を紹介します。
アルミめっき複合フィルムは、アルミめっきフィルム（一般的にはVMPET/VMBOPP、VMCPP/VMPEなど、中でもVMPETとVMCPPが最もよく使われる）と透明プラスチックフィルムを複合化して作られた、「アルミ光沢」を持つ軟質包装材です。食品、健康食品、化粧品などの包装に用いられています。優れた金属光沢、利便性、手頃な価格、比較的良好なバリア性能（プラスチック複合フィルムよりもバリア性が優れ、アルミ・プラスチック複合フィルムよりも安価で軽量）から、広く使用されています。しかし、アルミめっき複合フィルムの製造過程で白斑が発生することがよくあります。これは特にPET/VMCPPやPET/VMPET/PE構造の複合フィルム製品で顕著です。
1．「白斑」の原因と解決策
「白斑」現象の説明：複合フィルムの表面に、ランダムに分布し、大きさが均一な明らかな白斑が現れます。特に、印刷されていない複合フィルムや、全面に白インクまたは淡色インクを使用した複合フィルムで顕著に現れます。
1.1 アルミニウムコーティングのアルミニウムめっき面における表面張力不足。
一般的に、複合材を成形する前に使用するフィルムのコロナ表面で表面張力試験を実施すべきですが、アルミニウムコーティングの試験が省略される場合もあります。特にVMCPPフィルムの場合、CPPベースフィルム中に低分子添加剤が析出する可能性があるため、一定期間保管されたVMCPPフィルムのアルミニウムめっき表面は張力が不足しがちです。
1.2 接着剤のレベリング不良
溶剤系接着剤は、最適な接着レベリングを確保するために、製品マニュアルに従って最適な作業溶液濃度を選択する必要があります。また、連続生産複合工程中は粘度試験による管理を実施する必要があります。粘度が著しく上昇した場合は、直ちに溶剤を追加する必要があります。条件を満たす企業は、密閉型自動ポンプ式接着装置を選択することもできます。無溶剤系接着剤の最適な加熱温度は、製品マニュアルに従って選択する必要があります。さらに、無溶剤系接着剤の活性化期間を考慮し、長時間経過した場合は、測定ローラー内の接着剤を適時に排出する必要があります。
1.3 複合プロセス不良
PET/VMCPP構造の場合、VMCPPフィルムは厚みが薄く伸びやすいため、ラミネート時のラミネーションローラーの圧力や巻き取り張力は高すぎないようにする必要があります。しかし、PET/VMCPP構造を複合化する場合、PETフィルムは剛性の高いフィルムであるため、複合化時にはラミネーションローラーの圧力と巻き取り張力を適切に高めることが推奨されます。
異なるアルミニウムコーティング構造を複合化する場合、複合化装置の状況に基づいて、対応する複合化プロセスパラメータを策定する必要がある。
1.4 複合フィルムに異物が混入して「白い斑点」が発生する
異物には主に、粉塵、ゴム粒子、破片などがあります。粉塵や破片は主に作業場から発生し、作業場の衛生状態が悪い場合に発生しやすくなります。ゴム粒子は主にゴムディスク、コーティングローラー、接着ローラーから発生します。複合材工場がクリーンルームでない場合は、複合材作業場の清潔さと整頓を確保し、清掃用の集塵装置やろ過装置（コーティング装置、ガイドローラー、接着装置などの部品）を設置する必要があります。特に、コーティングローラー、スクレーパー、平坦化ローラーなどは定期的に清掃する必要があります。
1.5 生産現場の高湿度により「白い斑点」が発生する
特に雨季には、作業場の湿度が80%以上になると、複合フィルムに「白斑」現象が発生しやすくなります。作業場に温湿度計を設置し、温度と湿度の変化を記録して、白斑が発生する確率を計算してください。条件が整う企業は、除湿装置の設置を検討してください。バリア特性の良い多層複合構造の場合は、生産を一時停止するか、単層多層構造または断続的な複合構造を製造することを検討する必要があります。また、接着剤の正常な性能を確保しつつ、硬化剤の使用量を適切に、通常は5%削減することをお勧めします。
1.6接着面
明らかな異常が見つからず、「白斑」の問題が解決できない場合は、アルミニウムコーティング面へのコーティング処理を検討してもよい。しかし、この処理には大きな制約がある。特にVMCPPまたはVMPETアルミニウムコーティングは、オーブン内で熱と張力にさらされると引張変形を起こしやすく、複合化プロセスを調整する必要があります。さらに、アルミニウムめっき層の剥離強度が低下する可能性があります。
1.7 シャットダウン後に異常が見られなかったが、成熟後に「白い斑点」が現れた場合の特別な説明：
この種の問題は、バリア特性に優れた複合膜構造で発生しやすい。PET/VMCPPおよびPET/VMPET/PE構造の場合、膜構造が厚い場合、またはKBOPPまたはKPETフィルムを使用している場合、経年劣化後に「白い斑点」が発生しやすい。
他の構造の高バリア複合フィルムも同様の問題を抱えやすい。例えば、厚手のアルミ箔やKNYなどの薄膜などが挙げられる。
この「白斑」現象の主な原因は、複合膜内部でのガス漏れです。このガスは、残留溶剤の溢出、あるいは硬化剤と水蒸気の反応によって発生した二酸化炭素ガスの溢出である可能性があります。ガスが溢出した後、複合膜の優れたバリア性のため、ガスは排出されず、結果として複合層に「白斑」（気泡）が現れます。
解決策：溶剤系接着剤を調合する際は、接着層に残留溶剤が残らないよう、オーブン温度、空気量、負圧などのプロセスパラメータを適切に設定する必要があります。作業場の湿度を管理し、密閉型の接着剤塗布システムを選択してください。気泡が発生しない硬化剤の使用を検討してください。また、溶剤系接着剤を使用する場合は、溶剤の水分含有量を検査し、0.03%以下である必要があります。
以上は複合フィルムにおける「白斑」現象の概要ですが、実際の生産現場では様々な原因でこのような問題が発生する可能性があり、実際の生産状況に基づいて判断や改善を行う必要があります。
投稿日時：2023年12月11日