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COLUMN技術コラム

フィルム成形時のフィッシュアイ対策!発生原因と効果的な改善方法を徹底解説

Tダイフィルム成形

フィルム成形において【フィッシュアイ】は外観品質を
大きく低下させる代表的な不良の一つです。

透明フィルムでは特に目立ちやすく、印刷性やラミネート性
にも悪影響を及ぼす為、多くの現場で重要な課題となっています。

フィッシュアイは単純に「異物が入ったから発生する」という
ものではなく、樹脂の劣化・混錬不足・異物混入・温度条件・設備の汚れ
等、複数の要因が絡み合って発生します。

本記事では、フィッシュアイの発生メカニズムから具体的な対策まで

実際のフィルム成形現場で役立つポイントを詳しく解説します。

■フィッシュアイとは?

〇フィッシュアイとは、フィルム表面に現れる魚の目のような
 丸い透明または半透明の欠陥を指します。

 大きさは数十μmから数mm程度まで様々で、光を当てると
 リング状や円形に見える事が特徴です。

 特に以下の製品では品質問題となります。

  • 食品包装フィルム
  • 光学用途フィルム
  • 医療用フィルム
  • ラミネート基材
  • 印刷用フィルム

■フィッシュアイの主な発生原因

①異物の混入

〇最も多い原因です。

 例えば

  • ホコリ
  • 金属粉
  • 炭化物
  • 前回使用樹脂の残留
  • 包装袋の破片
  • 木片、紙片

 等が原因にもなります。

 特に透明フィルムでは微小な異物でも目立ちます。

②樹脂の熱劣化

〇押出温度が高すぎたり、滞留時間が長くなると
 樹脂が熱劣化します。

 劣化した樹脂は黒点だけでなく、ゲル状となり
 フィッシュアイとして現れる事があります。

 特に注意したい樹脂、

  • EVOH
  • PA
  • PET
  • TPU
  • 生分解性樹脂

 等は、熱履歴管理が重要です。

③混錬不足

〇添加剤やマスターバッチが十分に分散していない
 場合もフィッシュアイになります。

  • 顔料
  • 滑剤
  • 帯電防止剤
  • 難燃剤
  • フィラー

 が均一に分散していないと局所的な塊となります。

④ゲルの発生

〇高分子が部分的に架橋したり、高融点樹脂が完全に
 溶融していない場合にもゲルが発生します。

 ゲルは透明であっても屈折率が異なる為、
 フィッシュアイとして確認されます。

⑤スクリュー・シリンダーの汚れ

〇長時間洗浄していない設備では、

  • 炭化物
  • 劣化樹脂
  • 焼け

 が徐々に剥離し、フィッシュアイの原因となります。

 定期的なパージや分解清掃が重要です。

■フィッシュアイ対策

①原料管理を徹底する

〇最も効果的なのが異物を入れない事です。

※対策例

  • 原料袋を清潔に保管
  • 開封後は密閉
  • 投入前に異物確認
  • 原料乾燥を適切に実施

②スクリーンメッシュを適切に選定する

〇異物除去にはスクリーンメッシュが非常に有効です。

 一般的には、

  • 40メッシュ
  • 60メッシュ
  • 80メッシュ
  • 100メッシュ

 等を用途に応じて使用します。
 ただし、細かすぎると圧力上昇を招く為、注意が必要です。

③温度条件を最適化する

〇温度が低すぎると未溶融
 高すぎると熱劣化。

 最適なシリンダー温度・ダイ温度を設定する事で
 フィッシュアイは大幅に減少します。

④スクリュー回転数を見直す

〇回転数が低すぎると混錬不足。
 高すぎると熱履歴が増加。

 材料に応じた適切な回転数を見つける事が重要です。

⑤定期的なパージ洗浄

〇樹脂替え時や長時間運転後は

  • パージ材
  • 高流動樹脂

 等で洗浄する事で炭化物の発生を抑制できます。

⑥原料切り替え時の洗浄時間を十分確保

〇色替えや樹脂替え直後は前材料が残っています。

 十分なパージを行わないとフィッシュアイ発生率が
 が高くなります。

⑦混錬性能の見直し

〇二軸押出機では、

  • ニーディングディスク
  • ミキシングエレメント
  • スクリュー構成

 を見直す事で分散性が向上します。

■フィッシュアイ対策チェックリスト

  • 原料に異物が混入していないか
  • 原料乾燥は適切か
  • 温度設定は適切か
  • スクリーンメッシュは適切か
  • スクリュー回転数は最適か
  • パージ洗浄は十分か
  • 設備内部は汚れていないか
  • 添加剤は十分に分散しているか

■まとめ

〇フィッシュアイは、異物・熱劣化・混錬不足・ゲル・設備汚れ
 等、様々な要因が重なって発生する成形不良です。

 その為、一つの対策だけでは十分な改善が難しく
 原料管理・設備メンテナンス・成形条件・混錬性能
 を総合的に見直す事が重要です。

 特に、日頃からの設備清掃や適切な温度管理、原料の取り扱い
 を徹底する事で、フィッシュアイの発生を大幅に低減できます。

 高品質なフィルムを安定して製造する為には、
 原因を正確に切り分け、一つずつ改善を積み重ねる事が
 成功への近道です。