多層ブロー成形は、酸素や燃料蒸気を遮断するバリア層、コストを削減するためのリサイクルされたコア、きれいな表面のためのバージンスキンなど、それぞれが異なる役割を果たす 2 つ以上のプラスチック層からコンテナの壁を構築します。それらは 1 つのダイヘッドを通して一緒に共押出されるため、壁はシームレスで融合した状態で仕上がります。蒸気が漏れてはいけない燃料タンク、酸素を1年間遮断しなければならないジュースボトル、中身を汚染することなくリサイクル含有量の目標を達成しなければならない容器など、1つの素材ですべてを行うことができない場合に必要になります。 Kinggle の KGH カーブアーム機械は、5 ～ 30 リットルのコンテナで 1 ～ 6 層を実行します。
ほとんどのペットボトルは、1 つの素材、1 つの壁で完成します。 HDPE を金型に押し込み、膨らませて取り出します。シンプルで安価で、ほとんどのコンテナに適しています。しかし、製品によっては、単一のプラスチックだけでは実現できないものを求めているものもあります。そこでマルチレイヤーが登場します。
「共押出」または「6 層機械」が必要だと言われたものの、それが実際に何を買うのか、あるいは値上げされているのかどうかわからない購入者が少しずつ増えています。ここでは、レイヤーの機能、その価値がある場合、および単一レイヤーのままでいるほうがよい場合について、わかりやすく説明します。
工場現場における「多層」の実際の意味
単層は、1 つの押出機が 1 つのダイヘッドに 1 つの材料を供給します。マルチレイヤーは複数の押出機で構成されており、それぞれが異なる樹脂を独自の温度で溶融し、すべての押出機が共有されています。共押出ダイヘッド。そのヘッド内では、別々の溶融ストリームが同心円状の層に積み重ねられるため、パリソンはすでに層状になった状態でドロップされます。その後、他のパリソンとまったく同じように吹きます。
合板と同じように考えてください。ただし、層がシートとして接着されるのではなく、一度に形成および融合される点が異なります。そして、「多層」と「共押出」という 2 つの用語は、異なる端から見た同じものを表しています。共押出がその方法です。その結果が多層です。
通常、レイヤー数は 2、3、5、または 6 になりますが、それぞれの数字にはその背後に理由があります。それをやっていきます。まず、レイヤー自体です。
各レイヤーの実際の用途
バリア層 — ほとんどの多層ジョブが存在する理由
プレーンの HDPE と PET は多くの点で優れていますが、時間が経つとガスに対してわずかに透過性が高くなります。ほとんどの製品については、気にする必要はありません。一部の人にとって、それは球技全体です。酸素が入り込んで食べ物をダメにしてしまいます。タンクから忍び寄る燃料蒸気は排出規制に違反し、安全上の問題になります。強力な溶剤は、苦手な壁をゆっくりと通過していきます。
それはバリア層が解決するものです。EVOH（エチレンビニルアルコール）は、酸素と炭化水素をブロックするためのゴールドスタンダードです。PA(ナイロン) も一般的な選択肢です。ここに人々をつまずかせる落とし穴があります。EVOH は高価で、湿気を嫌います。湿気はバリア性能を損ないます。だからそれを表面に出すことは決してありません。それを中央に埋めて、厚さ1ミリメートルの細片を両側から保護します。薄いEVOHコアがブロッキングを行います。安価な HDPE が壁の大部分を占めています。小さな層で大きな効果。
リサイクル/再生層 - コストと PPWR
すべてのブロー成形ラインでは、各部品の上部と尾部にあるピンチオフの廃棄物であるトリムが生成されます。それを研磨すると、完全に良好な素材が得られますが、製品に触れたり、外側に見せたりしたい素材ではありません。したがって、それを埋め込まれた中間層としてフィードバックします。自由な入力、重要な表面に妥協はありません。
同じ手法で、消費者が使用したリサイクルされたコンテンツも処理します。コアに PCR 樹脂をサンドイッチし、内外皮に未使用の食品グレードのプラスチックを使用することで、リサイクル材料がボトルの中身と接触することなく、リサイクル含有量の目標 (PPWR コンプライアンス記事で取り上げた EU の基準値を含む) を達成できます。 2030 年の PCR 義務化を追いかけている多くのブランドにとって、マルチレイヤーは最もクリーンなルートです。
レイヤーを結ぶ - 誰もが忘れるもの
今度は、仕事のコストを見積もるときに購入者を捕まえる部分です。 EVOH とナイロンはポリエチレンに接着しません。それらを並べると、層が剥がれてしまいます。ラミネートに問題があったように層が剥がれ、部品が台無しになってしまいます。
したがって、くっつかない材料の各ペアの間には、タイレイヤー：両面をグリップする薄い粘着性樹脂。これが、「6 層」燃料タンクが実際には外側 HDPE、リグラインド、タイ、バリア、タイ、内側 HDPE である理由です。タイレイヤーもレイヤーです。それらを計画から外しておくと、部品がバラバラになったり、レイヤー数が加算されなかったりすることになります。これらはオプションではなく、実際の項目です。
マルチレイヤーがコストを稼ぐ場所
自動車燃料タンク (古典的な 6 層)
これは教科書の場合です。プラスチック製の燃料タンクでは、炭化水素の蒸気が壁を通って浸透することはできません。排出ガス規制により許可されておらず、これは安全上の問題です。標準的な構造は、HDPE 構造、リグラインド層、結合層、EVOH バリア、別の結合層、および内部 HDPE 層です。 EVOH が浸透をブロックし、結合層がサンドイッチをまとめて保持する 6 層。 Kinggle のカタログには自動車部品として燃料タンクがリストされていますが、タンクはまさに、湾曲したアームの多層機械が製造するために作られた、重くて要求の厳しい部品です。
食品、飲料、化粧品の包装
ケチャップ、ソース、またはジュースのボトルを 1 年間棚に置いておくには、酸素バリアが必要です。そうしないと、内容物が酸化して腐敗します。 3 層の壁 (バージン / バリア / バージン) または完全な 5 層ビルドがこれに対応します。化粧品が多層化する理由はまた別です。つまり、異なる内層の上に色付きまたは真珠光沢のある外皮を重ねたり、ユーザーが製品の残量を確認できるように不透明なボトルの側面に透明な「ビュー ストライプ」を共押し出したりすることです。洗剤ボトルのあの縞模様?共押出。
農薬および家庭用化学薬品の容器
強力な殺虫剤や溶剤は、何ヶ月も保管すると無地の HDPE 壁に浸透したり応力亀裂が入ったりする可能性があります。バリア層またはフッ素化層により耐薬品性と保存期間が確保されるため、多くの農薬包装が単層ではなく多層になっています。これらの日用化学薬品および農薬ボトルは、Kinggle の包装アプリケーション内に設置されています。これは、小型の湾曲アーム機械が一日中稼働しているのと同じコンテナ ファミリーです。
では、実際には何層必要なのでしょうか?
層が増えると、押出機の数も増え、コストも増加し、調整する変数も増えます。正しい数字とは、仕事を遂行できる最小数であり、営業担当者が販売できる最大数ではありません。だいたい：
| レイヤー | 一般的な使用方法 | なぜ |
|---|---|---|
| 1 | 水、ほとんどの洗剤、普通のジェリ缶 | 1 つの素材で必要なすべてを実現 |
| 2～3 | 再生再利用、色/表面分割、光バリア | リサイクルされたコアを隠すか、適度なバリアを追加します |
| 5 | 完全な酸素バリアを備えた食品および飲料 | 両側にバリア+タイ層 |
| 6 | 燃料タンク、要求の厳しい浸透作業 | バリア + タイ + リグラインド + 構造 |
単一の素材が製品の保存期間、耐薬品性、リサイクルコンテンツのニーズをすでに満たしている場合は、使用しない層にお金を払う必要はありません。マルチレイヤーは特定の問題に対するツールであり、それ自体を目的としたアップグレードではありません。
マルチレイヤーがマシンに求めるもの
これは、層図では分からないことです。各層には、共押出ダイヘッドに供給する独自の押出機が必要です。 6 層タンクとは、1 つのヘッドの周りに 5 台または 6 台の押出機が集まっており、それぞれの押出機がそれぞれの温度で異なる樹脂を溶融し、それぞれの層がパリソンの周囲全体で均一な厚さを保つように正確に計量されます。これは、単層ボトルのラインとは根本的に異なる機械です。
キンググルズKGHカーブアームシリーズこの作業のために構築されています - 5 ～ 30 リットルの容器に 1 ～ 6 層。その背後にある数字は実際のものです。クランプ力は全範囲で 200 ～ 300 kN、KGH30D では HDPE は最大 300 kg/hr 可塑化し、MOOG 制御の壁厚プログラミングです。厚さの制御は、単一層よりも多層の方がさらに重要になります。これは、部品の周囲全体に、数ミリメートルの数分のバリアを含む複数の薄い層を同時に保持して仕様を確認する必要があるためです。間違ったやり方をすると、肩のバリアが薄くなってしまいます。そこはまさに隙間を作りたくない場所です。
また、多層は押出機間の正確な調整によって決まるため、制御システムの内部に何があるかを知ることも重要です。 Kinggle の機械は、三菱 PLC、MOOG サーボ コントロール、オムロン、シュナイダー エレクトリックなどの工業グレードのコンポーネントで動作します。このキットは、5 台の押出機の計量をシフトごとに同期させ続けるキットのようなものです。
購入者が犯す 4 つの間違い
- 不要なレイヤーを購入する。プレーン HDPE が保存期間とリサイクルコンテンツの目標を満たしている場合、6 層マシンは放置しておいてもお金になります。レイヤーを実際の問題に合わせます。
- 予算内のタイレイヤーを忘れています。これらは実際の層であり、実際のコストであり、これらを省略することがパーツの層間剥離への最も早い方法です。最初から数えてください。
- 間違った場所にバリアを設置する。EVOH が表面上または表面近くにあると、そこに湿気が到達すると、お金を払って得た性能が台無しになります。これは保護されたコアに属します。
- 肉厚制御の軽視。薄いバリア層では、厚さの制御がずさんであると、薄い箇所から漏れが発生します。ここはお金を節約する場所ではありません。
レイヤーに到達する前にどのマシンタイプを選択するか迷っている場合は、次のガイドを参照してください。アキュムレータ vs 連続ブロー成形機ここから始めるのが適切です。ブロー成形と射出成形概要では、1 レベル上のプロセスの選択について説明します。
よくある質問
多層ブロー成形と共押出ブロー成形の違いは何ですか?
彼らは同じことを説明しています。共押出がその方法です。複数の押出機がそれぞれ異なる樹脂を溶融し、1 つの共有ダイヘッドに供給して、それらを同心円状の層に積み重ねます。多層とは、容器の壁が 2 つ以上の融合層でできていることを指します。壁に複数の層がある場合、それは共押出成形されています。
EVOHバリア層が表面ではなく中央に埋め込まれているのはなぜですか?
理由は 2 つあります。 EVOH は高価なので、できるだけ使用量を減らします。薄いコアがバリアの役割を果たし、安価なポリエチレンがかさ高を占めます。また、EVOH は湿気を吸収してバリア性能を損なうため、両面を他の層で保護する必要があります。表面に置くと無駄になりますし、湿気にさらされてしまいます。
タイレイヤーとは何ですか?スキップできますか?
タイ層は、他の方法ではくっつかない材料を結合する薄い接着性樹脂層です。EVOH とナイロンは、それ自体ではポリエチレンに結合しません。それらをスキップすると、層が剥離し、失敗したラミネートのように剥がれ落ちます。これらはオプションではありません。 6 層燃料タンクには、すべての異なるペアの間にタイ層が含まれており、これが 6 層である理由の一部です。
プラスチック燃料タンクには何層必要ですか?
通常は 6 つです。一般的な構造は、外側 HDPE 層、リグラインド層、結合層、EVOH バリア、第 2 結合層、および内側 HDPE 層です。 EVOH は炭化水素蒸気が壁に浸透するのを防ぎ、結合層が壁をポリエチレンに保持し、リグラインド層は生産トリムを再利用します。
リサイクル材料を多層コンテナで実行できますか?
はい、マルチレイヤーがそれを行う最もクリーンな方法です。リサイクル素材または使用済み (PCR) 素材を中間層に埋め込み、内側と外側の表面には未使用の食品グレードの樹脂を保ちます。リサイクルされたコアは製品に触れたり、外側に露出したりすることがないため、汚染の危険を冒さずにリサイクル含有量の目標を達成できます。
製品に必要なレイヤーの数がわかりませんか?
酸素、燃料蒸気、攻撃性化学物質、リサイクル対象物など、コンテナに何を入れるべきか、またその中に何を入れておかなければならないか、または入れておきたいものを私たちに教えてください。当社のエンジニアが層構造とそれを構築する機械を教えてくれます。当社は 2002 年からブロー成形機を製造しており、チームには 15 人のエンジニアがいます。
マルチレイヤーセットアップについてはエンジニアに問い合わせてください→多層は、派手な単層ではありません。単一の素材では対応できない製品のための別のツールです。各レイヤーの役割がわかれば、「レイヤーは何層あるのか?」という疑問はなくなります。そして、「このコンテナが生き残るために実際に必要なものは何ですか？」になります。それに答えると、構造は自動的に選択されます。全文を閲覧するブロー成形機のラインナップマシンをそれに適合させる準備ができたら。
