逐次二軸延伸ポリエチレンフィルム (BOPE) の製造技術と要素技術

近年、包装材料では、資源使用量の削減やリサイクル性の向上を目的として、ポリエチレンを中心としたモノマテリアル化が注目されています。ポリエチレンを二軸延伸することで、突刺強度、耐熱性、透明性などの向上が期待できますが、結晶化しやすく、逐次二軸延伸では破断、局所伸び、厚み精度の悪化などが生じやすいため、原料と成形条件を適切に組み合わせる必要があります。 　本セミナーでは、ポリエチレンの材料特性と二軸延伸の基礎から、DSC、応力-ひずみ特性、小型延伸装置を用いた延伸性評価、樹脂ブレンドによるプロセスウィンドウの拡大、実機へのスケールアップまでを解説します。さらに、押出機、Tダイ、キャスト、縦・横延伸、巻取りの各工程について、シャークスキン、ネックイン、結晶化、破断、厚みむらなどの発生要因と対策を具体的に紹介します。

1. ポリエチレンフィルムと二軸延伸の基礎
   1. ポリエチレンの種類と材料特性
      1. LDPE、LLDPE、HDPEの分子構造、密度、融点、結晶化度
      2. 分岐構造と結晶性が成形性・延伸性に及ぼす影響
   2. 二軸延伸の方式と特徴
      1. 逐次二軸延伸、同時二軸延伸、チューブラー法
      2. 各方式の生産性、適用樹脂、配向・物性の違い
   3. BOPEの特徴と用途
      1. 透明性、突刺強度、耐寒性、水蒸気バリア性
      2. 包装材の減容化とポリエチレン系モノマテリアル化
2. ポリエチレンの延伸性評価と原料設計
   1. 要素試験による延伸性評価
      1. DSCによる融解挙動・延伸温度領域の把握
      2. テーブルテンターによる逐次二軸延伸試験
      3. 応力-ひずみ特性、破断、局所伸び、厚み精度の評価
   2. プロセスウィンドウの考え方
      1. 低温側の破断と高温側の溶融
      2. MD延伸とTD延伸における延伸性の差
   3. 樹脂成分と延伸性
      1. LDPE、LLDPE、HDPEのブレンド効果
      2. 分子量分布と触媒種が延伸性に及ぼす影響
      3. ブレンド比率による延伸可能温度範囲の拡大
   4. 要素試験から実成形試験への展開
      1. 要素試験と実機成形の相関
      2. 原料選定、条件探索、装置仕様検討への活用
3. 逐次二軸延伸BOPE製造ラインと成形不良対策
   1. 製造ラインの全体構成
      1. 押出、Tダイ、キャスト、縦延伸、横延伸、巻取り
      2. BOPP設備からBOPE設備への変更時の留意点
   2. 押出工程
      1. PPとLLDPEの粘度・シェアシニング性の違い
      2. 単軸押出機と二軸押出機の特徴と使い分け
      3. ブレークアップ、旋回振動、スクリュ摩耗の発生機構
      4. ステップランドフライトによる潤滑圧力の確保
   3. Tダイ・キャスト工程
      1. シャークスキンの発生機構と臨界剪断応力
      2. 樹脂温度、粘度、吐出量、リップ隙間による対策
      3. ネックイン、耳高の発生とTダイ流路設計
      4. 冷却速度、結晶化度、原反厚みの関係
   4. 縦延伸・横延伸工程
      1. 延伸温度、倍率、速度とフィルム品質
      2. 横延伸機の構成と幅方向の加熱均一性
      3. ノズル形状・配置と熱伝達率の向上
   5. 巻取り工程
      1. ターレット方式とロータリー方式の比較
      2. 巻替え時のパス変化、張力変動、巻替えロス
4. 質疑応答