パッケージングフィルム用マスターバッチ:バリア特性に関する総合ガイド


包装フィルム用バリアマスターバッチは、ポリマー科学、食品安全性、および高効率な混合技術の交差点に位置しています。グローバルブランドが、販売期間の延長、フィルムの薄化、およびパックあたりの材料量の削減を目指している中、コモディティポリオレフィンラインに投入可能な濃縮されたバリアシステムへの需要が急速に高まっています。このガイドでは、バリアマスターバッチとは何か、酸素、水分、香り、光、および油脂への耐性をもたらす技術、その配合方法、およびなぜ並列回転式ツインスクリュー押出機が適切な生産プラットフォームであるかについて説明します。また、食品接触に関するコンプライアンスと実用的な選択フレームワークについても説明し、これらのマスターバッチを大量生産するために使用される混合設備のサプライヤーとして、Wanplas工場のKerkeが紹介されています。

包装フィルム用バリアマスターバッチの理解

バリアマスターバッチとは、有効なバリア剤、顔料、充填剤、および加工補助剤を、相性の良いポリマー樹脂に濃縮して配合したもので、ガス、水蒸気、香り、光、油脂、または微生物の伝達を制御するために、包装フィルムに数%からおよそ20%の濃度で混入するように設計されています。マスターバッチというフォーマットが存在するのは、ほとんどのバリアアクティブが粉末、円盤状、または独自でフィルムラインにきれいに均一に供給できない繊細な化学物質であるためです。これらをツインスクリュー押出機で事前に分散させることで、不便な原料が自由に流れるペレットに変わり、フィルムコンバータは簡単な重量式フィーダーで量を計ることができます。

バリア機能は伝送率で表されます。酸素伝送率、またはOTRは、一定の圧力差で1日の間に特定のフィルム面積を通過する酸素の量を測定します。通常、単位は立方センチメートル/平方メートル/日/大気圧です。水蒸気伝送率、またはWVTRは、湿気の場合に同じように行い、通常はグラム/平方メートル/日として報告されます。香りや脂汚れのバリアは別々に評価され、光バリアは不透明度または紫外線遮蔽として表されます。優れたバリアマスターバッチは、明瞭度、密着性、または機械強度を損なうことなく、これらの値の1つまたは複数を、純粋なフィルムと比較して1桁以上低下させます。

バリアマスタバッチは、色マスタバッチや充填剤マスタバッチとは異なりますが、単一の製品でこれらの機能を組み合わせることも可能です。現在の代表的な包装フィルムには、白色不透明マスタバッチ、滑り止めと抗結塊剤、不凍システム、およびバリア濃縮剤が同じ層に含まれていることがあります。これらの各成分は、調合の柔軟性を確保するために個別にペレットとして供給されます。調合の課題は、オルガノフィリックナノクレイや酸素除去性塩などのバリア活性剤が分散不十分になりやすく、分散不十分であると、性能が低下し、完成したフィルムにゲルや斑点が現れることになります。

処理の観点からすると、バリアマスターバッチの生産では、高いシェア、優れた自己洗浄性、および厳密な滞留時間制御が必要となります。そのため、業界標準となっているのは、単一スクリュー機ではなく、共同回転式並列ツインスクリュー押出機です。Wanplas社のコンパウンド押出機に特化した工場であるKerke社は、まさにこのような用途向けに、KTEシリーズの共同回転式並列ツインスクリュー押出機を製造しています。ラボユニットのKTE-16Bから、高出力モデルのKTE-135Dまで、幅広いモデルをラインナップしています。

現代のパッケージングにおいてバリアー特性が重要な理由

包装は製品を保護し、食品や医薬品の場合、バリアは安全な製品と腐った製品の違いを決定します。酸素は脂肪の酸化性劣化、肉の色の損失、ビタミンの劣化、カビの増殖を促進します。水分は粉末の凝集、ベーカリー製品の劣化、敏感な商品の腐食を引き起こします。香りの損失はコーヒー、スナック、洗剤の感覚的魅力を低下させ、多品種パック内の隣接する製品を汚染します。光、特に青色と紫外線帯は、乳製品、ビール、医薬品の光化学的劣化を促進します。

経済的な観点からも同様に強い理由があります。障壁の適度な改善により、コンバーターはフィルムのゲージを下げ、厚い単一材料を薄い構造に置き換えることができます。ゲージを下げることにより、樹脂の消費量、輸送重量、使用期限終了時のボリュームがすべて削減されます。これらは、欧州連合、北米、およびアジアの一部で厳格化されているパッケージ規制の下で重要な要素です。ブランド所有者は、バリアー膜を使用して、堅牢な容器から柔軟なパウチに移行し、材料の使用量と運送コストを大幅に削減します。

持続可能性への圧力はバリア設計を再構築してきました。従来の高バリア構造では、アルミニウム箔やメタライズされた層を使用してリサイクルを妨げていました。現在は、リサイクル可能な単一材料のポリエチレンとポリプロピレンのフィルムでは、バリアは非リサイクル可能な層ではなく、ポリオレフィンと相性の良いポリマー・マスターバッチから供給される必要があります。そこで、ポリオレフィンとの相性に適したEVOH、ポリアミド、ナノクレイ濃縮物が重要になり、ブランドはリサイクル可能であると主張できる一方で、販売期間を維持することができます。Wanplasグループは、専門工場のネットワークを持っており、Kerkeの合成ラインとYuanSuのフィルム押出ラインの両方でこの変化が注文に反映されていると考えています。

障壁性能を早期に測定することで、高価なライン試験を回避できます。コンバータやマスターバッチメーカーは、平らなサンプルを固定し、時間の経過に伴ってそのサンプルを通過する酸素または水蒸気を測定する機器を用いてフィルムを検査します。その結果を厚さに正規化した透過率として表現します。率は厚さに比例するため、比較は一定のゲージでのみ意味があり、ゲージが低下した高障壁フィルムは、交換するパックではなく、より厚い標準フィルムと比較されるべきです。加速老化テストでは、完成パックが内部の酸素または水蒸気センサーとともに保存され、実験室での数値と実際の販売期間の主張との間のギャップを埋めます。規律ある検証ループ、配合物、化合物、フィルム、測定、繰り返しを行うことで、有望なバリアマスターバッチを検証された商用製品に変えることができ、このステップで、ツインスクリュー配合の一貫性が最も明確に表れます。フィルムが印刷またはラミネートする必要がある場合、バリア層は接着性と、インクや接着剤に干渉する可能性のある抗酸化剤や防曇剤の移行についてテストされます。なぜなら、障壁がシールを破壊するものは、まったくの障壁ではないからです。

バリア性能は決して無料ではありません。すべての有効成分はコストを増やし、ハゼやシール強度に影響を与え、食品接触用フィルムの再認定が必要になる場合があります。マスターバッチ設計の技術とは、適切な成分の最小有効量を実際のサプライチェーンに合わせることであり、高価で稼働が困難なフィルムを過剰に設計するのではありません。このガイドの後半にある比較表では、これらのトレードオフが明確に示されています。

Core Barrier Technologies と Active Systems

バリアマスタバッチは、ポリマーと有効成分のツールキットを活用します。選択は、どの透過性物質を阻止する必要があるか、ホストフィルム樹脂、変換プロセス、および規制の経路によって決まります。以下のサブセクションでは、2026年にフォーミュレーターが検討する主流のオプションについて説明します。

エチレンビニルアルコール(EVOH)

EVOHは酸素バリアポリマーの基準となります。乾燥した状態では、酸素透過率が1立方センチメートル/平方メートル/日/大気圧以下になることがあり、ポリオレフィンよりも数桁ほど優れています。ただし、問題は水分感度です。水はEVOHをプラスチケ化し、酸素透過率を数倍に高めます。そのため、EVOHは常に多層フィルムの乾燥したコア層に埋め込まれ、ポリオレフィンまたはポリアミドの表皮としばしばタイ層によって保護されています。マスターバッチとして、EVOHはポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリアミドなどのキャリアに高い負荷で供給され、バリア層に投入され、不連続ではあるが非常に効果的な酸素遮断フェーズを形成します。EVOHマスターバッチは、肉、チーズ、ソース、およびレトルトパックなどで一般的に使用されています。

ポリアミド(PA、PA6およびMXD6を含む)

ポリアミドは、酸素と香りの障壁を兼ね備え、EVOHよりもはるかに優れた耐湿性を備え、さらに高い靭性とパンク耐性を持ちます。PA6は主力材料であり、MXD6は優れたガスバリア性と低い水分吸収性を備えたメタキシレンダイアミンポリアミドで、湿度に耐えられない場合に使用されます。PAマスタバッチは、加工肉、チーズ、およびバッグインボックス構造用にPE、PP、またはPETフィルムに混ぜ込まれます。ポリアミドをポリオレフィンマトリクスに分散させることは、形態に敏感であり、透明度を損なわないよう、混合時のせん断と冷却速度を制御する必要があります。

オルガノフィリックナノクレイ(OMMT)

有機的に改変されたモントモリロナイトは、数ナノメートルの厚さと数百ナノメートルの幅を持つナノ粘土です。約2~5重量%の負荷では、浸透する分子をナノ粘土の円盤の周りを曲がりながら進ませ、酸素と水分の伝播率を10%以上低下させます。同時にモジュラスや炎性能も向上します。混合時にナノ粘土の層を個々の円盤に分離する必要があり、分離が不十分な場合は添加剤が無駄になります。ナノ粘土とポリマーの相性を向上させるために、シラネ、チタナート、アルミナートなどの接着剤が使用され、濃縮物は霞(haze)を防ぐために低レベルで投与されます。ナノ粘土は、超低酸素透過性が必須の場合ではなく、EVOHのコスト効果的な補完品です。

酸素除去剤および吸収剤

EVOHと粘土は受動的なバリアですが、酸素除去剤は活性的です。彼らはパック内の残留酸素や侵入した酸素を化学的に消費します。鉄ベースのシステムが最も確立されており、水分が存在する場合に酸素と反応して鉄酸塩を生成します。アスコルビン酸、カテコール、および酵素ベースのシステムは、鉄が望ましくない場合に使用されます。スキャファンマスターバッチはシーラントまたはバリア層に投入され、アクティブ成分はパックが閉じられ調整された後でのみ作動します。これらのシステムは、受動的なバリアだけで達成されるものよりも酸素に敏感な食品の寿命を大幅に延ばしますが、アクティブ成分が揚出中に反応する可能性があるため、慎重な取り扱いが必要です。これは、水分や熱を制御できない場合に起こります。

防霧・抗菌システム

防霧剤は、通常エトキシレート化されたソルビタンエステルや類似の界面活性剤であり、フィルム表面に移動して表面張力を下げることで、結露が製品を隠す滴状ではなく、均一な透明な層として形成されます。抗菌マスタバッチには、銀イオン、酸化亜鉛、または他の承認済み活性成分が含まれ、フィルム表面での微生物の増殖を抑制します。これらは両方ともバリアーコンセントレートと組み合わされることが多く、両方とも食品接触範囲内に留まるように添加物の移動を厳密に管理する必要があります。乾燥食品パックに使用するために、酸化カルシウムやケイ酸などの乾燥剤活性剤を追加することができます。また、チタン白やカーボンブラックなどの遮光活性剤を使用すると、紫外線と可視光のバリアを提供できます。

バリアマスターバッチの製剤アーキテクチャ

バリアマスターバッチは、それぞれに仕事を持つ層で設計されています。アーキテクチャを正しく構築することは、アクティブ成分を選ぶことと同じくらい重要です。以下の成分は、ほぼすべての商用グレードで、ターゲットフィルムに合わせて調整された比率で使用されています。

キャリア樹脂

キャリアはマスターバッチペレットの連続相であり、ホストフィルムと相性が良くなければ、押出時にきれいに溶解しません。PEおよびPPフィルムにはポリエチレンおよびポリプロピレンのキャリアが使用されます。PAフィルムにはポリアミドのキャリアが適しています。PETフィルムにはPETに適したキャリアが使用されます。キャリアが適切でないと、ハゼ、弱い部分、または不均一な分散が発生します。キャリアは、複合体の処理温度範囲を設定します。

アクティブ読み込み速度

バリアアクティブは、性能とコスト、および加工性のバランスをとるための適切な量で投入されます。EVOHとPAの濃縮物は、一般的に20~80%のアクティブ成分を含みます。ナノクレイと酸素除去システムは、通常2~15%といった低い濃度で使用されます。これは、少量で十分な効果が得られるためで、高い濃度では分散やフィルム特性に悪影響を与えるからです。その後、最終的なフィルムに有効なアクティブ成分濃度を確保するために、マスターバッチのレートを選択します。

分散剤および加工助剤

ポリエチレンワックス、エチルビステアアミド、および金属ステア酸エステルは分散剤および潤滑剤として機能し、溶融粘度を低下させ、有効成分が細かいドメインに広がるのを助けます。潤滑剤が多すぎると接着性とシール強度に悪影響を与えるため、レベルは機械試験に合わせて調整されます。また、少量の加工助剤はフィルム押出時の金型の汚れを抑えることができます。

カップリングエージェント

ナノクレイや他の無機活性剤の場合、シラネ、チタナート、またはアルミナートのカップリング剤が、極性のフィラー表面と非極性のポリマーを化学的に結合し、剥離、バリア、および機械的特性を向上させます。選択は、フィラーとベアラーによって異なり、カップリング化学の不適合は、バリア開発試験に失敗する一般的な原因です。

安定化

バリアー膜は、変換中に多くの場合、殺菌、加熱、または熱にさらされるため、熱と剪断安定化パッケージは、キャリアと有効成分の両方を、混合およびその後の処理中の劣化から保護します。これは、特に高温にさらされると黄色くなり、バリアー性を失う可能性があるEVOHにとっては重要です。

バリアマスターバッチ用ツインスクリュー押出プロセス

バリアマスターバッチの製造は、分散性が重要な混合作業であり、共回転式パラレルツインスクリュー押出機が最適なプラットフォームです。Wanplasの工場であるKerkeは、この用途にKTEシリーズを提供しており、アスペクト比(L/D)を40~52の範囲で調整でき、熱に敏感な有効成分の過度な働きを与えることなく、溶融、浸透、分散、換気のための十分な滞留時間を確保できます。

ねじ素子の組み合わせ

スクリューはモジュール的な要素から構成されています。輸送要素が溶融物を移動させ圧縮し、練りブロックと混合ディスクが凝集体を分解するせん断を生成し、逆向きの要素または制限されたセクションが溶融と脱ガス化のための局所的な圧力を作り出します。ナノクレイや顔料の場合、バレルの初期部分に配置された段階的に配置された練りブロックが剥離を促進します。酸素除去剤の場合、せん断を適度に保つことで早期の反応を防ぎます。スクリューアセンブリは自己洗浄のためにコンピュータ支援で設計されており、色や有効成分の変化により交差汚染が最小限に抑えられます。

側面供給と重量減少投与

ナノクレイ、酸化カルシウム、またはスキャベンジャー塩などの粉末活性剤は、キャリアが溶融した後、バレルの半ばにあるサイドフィーダーを通して導入するのが最適です。これにより、粉末は固体層に閉じ込められるのではなく、溶融液によって湿潤されます。Kerke では、この方法を、主キャリアと副次的な活性剤の両方を正確に、流動性のない適切な量で投入するためのロスインウェイトフィーダーと、界面活性剤や抗酸化剤の流れを供給する液体フィーダーと組み合わせています。この段階的な供給方法により、高い充填量または活性剤の量を保ちながら加工可能な状態を維持することができます。

真空排気

水分と揮発性物質はバリア質の敵です。EVOH、ナイロン、粘土はすべて表面の水分を保持し、界面活性剤や吸着剤はガスを放出します。バレル全体に沿ってある一か二つの真空排気口でこれらを除去し、最終的なペレットを気孔から保護し、活性物質を早期反応から保護します。Kerke KTE機械には、この目的のために設定可能な排気セクションが搭載されています。

ペレタイジング

均一化された溶融物はペレット状にカットされます。スループットや熱に対する感度によって、水環状ダイフェイスホットカット、水中ペレタイジング、空気冷却ストランドペレタイジングなどの方法が選択されます。バリア性の高いマスターバッチであれば、流動性が高く細粒が少ない製品を生産するために、Kerke のラインでは水中または水環状システムが採用され、その製品の粘度に合わせたカットおよびペレタイジングシステムが用いられています。

Kerke 可用性スナップショット

Kerkeは19,997平方メートル以上の工場を運営しており、世界中の70カ国以上で2,000台以上の機械を稼働させています。また、12年以上の複合成型機・押出機の経験を活かし、中国のトップサプライヤーとしてツインスクリュー押出機を提供しています。KTEシリーズ以外に、高要求の材料向けのトリプルスクリュー押出機、一度の処理では不可能な活性成分のためのダブルステージのマザー・ベイビーサイステム、低負荷のリサイクルコンパウンド向けのシングルスクリューラインなど、Wanplasブランドの傘下で共通のサービスコミットメントを提供しています。

バリア技術の性能比較

下の表では、フィルム選択を左右する特性に関する主流のバリアアクティブを比較しています。伝送率は、比較のための代表的な桁数であり、グレード、層厚、湿度によって大きく異なります。これらは仕様ではありません。

Barrier Active 主要ブロックされた透過性 酸素バリアレベル 湿気への敏感性 相対コストレベル 典型的な使用例
EVOH 酸素、香り 非常に高い 高 (乾燥層が必要) 高 肉、チーズ、レトルト、ソース
ポリアミド PA6 / MXD6 酸素、香り 高 メディア メディア 加工肉、袋入り
ナノクレイ OMMT 酸素、水分 メディア 低 メディア 単一材料のリサイクル可能フィルム
鉄酸素除去剤 Oxygen (アクティブ) 非常に高い(アクティブ) メディア 高 長期保存性のある乾燥食品
曇り止めシステム 結露(ガスではなく) なし 低 低 新鮮な野菜、肉のトレイ
抗菌性(銀、ZnO) 微生物(表面) なし 低 メディア 医療用フィルムの製造
TiO2/カーボンブラック 光、UV なし 低 低 乳製品、ビール、医薬品

第二の表は、代表的なポリオレフィンバリアーコンセントレートを例として、複合マスターバッチが生産ラインでどのように指定されるかを示しています。

仕様項目 典型値または範囲 メモ
キャリア樹脂 LLDPE / LDPE / PP ホスト映画に合わせる
アクティブ読み込み 20 から 80 パーセント EVOHまたはPA濃縮物
濃縮物の溶融指数 1~8 g/10分 放置時のチューニング
おすすめのリラックス方法 2~20% フィルムターゲットごと
混合L/D 40 to 52 Kerke KTEシリーズ
バレル温度 180 ~ 260 ℃ キャリアとアクティブ別
ペレット形状 水中または水環 低い罰金

フィルムタイプと用途別のバリアマスターバッチ

さまざまなフィルムにはさまざまなバリアロジックが必要です。下の表では、一般的な包装フィルムとそれに適したマスターバッチアプローチを対応付けています。これにより、コンバーターは化学物質ではなく、アプリケーションからスタートできるようになります。

フィルムタイプ 優先順位バリア 推奨マスターバッチ メモ
PE食品用ラップと袋 酸素、香り EVOHまたはPA濃縮物、霧防止剤 単一材料のリサイクル可能なプッシュ
PPスナックおよびビスケットフィルム 水分、香り ナノクレイ、PVDCフリーコーティング 鮮度の保持
PAまたはPET多層 酸素、光 EVOH、TiO2、酸素除去剤 レトルと滅菌
農業用フィルム UV, IR, 防曇 UV吸収剤、防曇剤、IRブロッカー 収穫量に焦点を当てる
医療・医薬品用フィルム 無菌性、明るい 抗菌性、TiO2、高バリア性 厳格なコンプライアンス
産業用および建築用フィルム グリース、化学物質 PA、粘土、機能性充填剤 耐久性に重点を置く

さらに、新鮮な食品用フィルムでは、防霧性と制御された呼吸性能を兼ね備えています。また、コーヒーやペットフードのパウチでは、最大の保護を実現するために、EVOHと酸素除去剤を使用します。このパターンは一貫しています。ブロックする必要がある透過性を選び、それをブロックする活性剤を選び、フィルムが密閉し、リサイクルできるようにキャリアを設計します。

規制および食品接触コンプライアンス

食品に接触するバリアマスターバッチは、サービスを提供するすべての市場で食品接触規制をクリアする必要があります。米国では、成分がFDAの食品接触物質規制の下で評価されます。欧州連合では、EU 10/2011およびフレームワーク規則1935/2004が、食品と接触するプラスチック材料および製品を規制し、化学物質登録についてはREACHが適用されます。RoHSは、フィルムが電気および電子機器のパッケージングに使用される場合に適用されます。さらに、REACHや類似のリストから広範な物質制限が生じます。通常、生産はISO 9001の品質管理の下で行われ、深刻なサプライヤーが適用する食品安全システム、危険分析と重要な制御点計画、およびBRCまたは同等のパッケージング基準などが導入されています。

コンプライアンスの負担は添加剤メーカーとマスターバッチメーカーの両者にあります。 すべての原材料は、正しい特定移行限度が記載された承認リストに記載されている必要があり、混合施設では追跡可能性と清潔な交換を実証する必要があります。 これは、ブランド所有者が、ドキュメント化された品質システムを備えた既存の調合ラインからのマスターバッチを、アドホック調合よりも好む理由のひとつです。 Kerkeは、Wanplasグループの一環として、これらの認証グレードを使用する顧客向けにエクストラーダを製造しており、WanplasのPolyretec工場では、コンパウンドのリサイクルに使用され、YuanSuではフィルムラインに使用される同じツインスクリュー・プラットフォームを採用しているため、コンバーターはマスターバッチからフィルムまで一貫したサプライチェーンを確立できます。

移行性は重要なテスト項目です。完全に機能するバリアアクティブでも、限界を超えて食品に混入すると、その製品は使用不可となります。そのため、製造業者は負荷、結合、およびベアラーの選択を移行性データとバランスさせ、完成フィルムの適合性を確認します。食品グレードのバリアマスターバッチの場合、適合宣言や重金属および不純物のスクリーンなどのドキュメントも納品物の一部となります。

バリアマスターバッチの選択と指定方法

適切なバリアマスターバッチを指定するには、簡単な手順があります。まず、保存期間を制限する透過性を指定します。脂肪や肉類では酸素、粉末では水分、乳製品やビールでは光、新鮮な食品では微生物です。次に、ホストフィルム樹脂を決定します。これは、媒体と溶出性の相性を決定します。次に、目標伝送速度を最小の用量で達成する活性成分または組み合わせを選択します。比較表を出発点として使用します。第四に、製品化前に販売市場の規制対象を確認します。第五に、ハゼ、密着強度、臭いなどのバリアとフィルムの品質を測定する試験走行でマスターバッチを認定します。

実用的な過失は、過剰な仕様を設定することです。中程度の水分バリアが必要なスナックブランドは、EVOHを必要としません。ナノクレイや薄いPVDCフリーのコーティングの代替品で、より低コストのレベルで目標を達成できます。逆に、高温と長期保存期間を耐える必要があるレトルト食品では、通常、EVOHと活性的な吸着剤、そして堅牢なベアラーが必要です。経済的なレベルが重要です。EVOHと活性的な吸着剤は高コストレベルにあり、ナノクレイと防曇剤は中低レベル、そしてチタンダイオキシドなどの光ブロッカーは低レベルにあります。最小の有効量を中心に選択を構築することで、フィルムの競争力を維持できます。

短期の試験プロトコールは、投資を保護します。候補マスターバッチを、代替品ではなく実際のホスト樹脂とフィルムライン上で実施し、目標伝送速度と、動作性を決定するフィルム特性(ハゼ、ゲル数、シール強度、スリップ、および臭い)を測定します。酸素伝送を低下させるがハゼを高める、またはシールを弱めるバリアは、棚内や充填ライン上で失敗します。承認された各ロットの参照サンプルを保管し、将来の出荷を既知の良好なベースラインと比較し、大量注文前にマスターバッチサプライヤーと受け入れ可能な範囲を合意してください。この規律は、メタライズされた構造から単一材料バリアフィルムに切り替える場合には特に重要です。なぜなら、転換期間が変わるため、ラインチームは新しい挙動を学ぶ時間が必要になるからです。

これらすべての要素の基盤となるのが、機器の選択です。 ラインを評価するコンバータまたはマスターバッチ製造業者は、40~52の範囲の可調整L/Dを備えた共回転式ツインスクリュー押出機、モジュール式スクリューエレメント、サイドおよびロスインウェイトフィード、真空排気、およびコンパウンドにマッチしたペレタイジングシステムを探す必要があります。 KerkeのKTEシリーズは、実験室規模から大容量生産まで、このニーズに対応します。Wanplasブランドは、年間無料のスペアパーツパッケージや現地での試運転サポートなどの共通サービスを提供することで、各工場をサポートしています。

よくある質問

パッケージングフィルム用のバリアマスターバッチとは何ですか?

バリアマスターバッチとは、有効なバリア剤、色素、添加剤を濃縮した混合物で、キャリア樹脂に分散させ、包装フィルムに注入して、酸素、水分、香り、光、または油脂の伝播を遅らせるものです。これは、不便な粉末や敏感な有効成分を、自由に流れるペレットに変換し、フィルムラインで正確に計量することができます。

どのバリア技術が最も低い酸素透過率を実現しますか?

EVOHはポリマーバリアの中で最も低い酸素透過率を実現しますが、水分に敏感であるため、通常はポリアミドまたはポリオレフィンの保護皮膜を備えた多層フィルムの乾燥コア層に配置されます。最も堅牢なパッケージでは、EVOHは活性酸素除去剤と組み合わせて使用されます。

ナノクレイは食品包装でEVOHを置き換えることができますか?

ナノクレイは、複雑な経路を通じて透過性を低減し、コスト効果的ですが、超低酸素透過性が必要な場合にはほとんどEVOHに代わることはありません。これら二つは、性能とコストのバランスをとるために頻繁に組み合わされ、ナノクレイは必要なEVOHの量を削減します。

バリアマスターバッチを作るために、共回転式ツインスクリュー押出機が使用されるのはなぜですか?

長いL/D比を持つ共同回転する並列ツインスクリュー押出機、モジュラースクリュー部品、サイドフィード、および真空排気機構により、凝集体を分解し、繊細なバリアエージェントを過熱させることなく均一化するために必要な高い分散性と分散性の混合が可能になります。

バリアマスターバッチにはどのようなキャリア樹脂を使用すべきですか?

キャリアはホストフィルム樹脂と化学的に相容性がある必要があります。PEおよびPPフィルム用のポリオレフィンキャリア、PAフィルム用のポリアミドキャリア、およびPETフィルム用のPETに相容性のあるキャリアを使用すると、マスターバッチが雲がなく、弱い部分もなくきれいに分散します。

バリアマスターバッチは食品接触に適合していますか?

コンプライアンスグレードの製品は、FDAの規制およびEU 10/2011に記載されている原材料から調合され、REACHおよびRoHSの文書でサポートされ、ISO 9001および食品安全管理システムのもとで製造されています。完成したフィルムには、独自の移行適合性の資格が必要です。

通常、フィルムにどのくらいのバリアマスターバッチが添加されますか?

放出率は、マスターバッチの有効な充填量と目標性能によって異なり、一般的に数%から約20%の間で変化します。ナノクレイと酸素除去剤システムは、この範囲の低い側でよく使用されます。

Kerke はバリアマスターバッチを製造するための機器を提供していますか?

はい。Wanplasの工場であるKerkeは、バリア、フィラー、添加剤マスターバッチ工場向けに、重量減少とサイド給餌、真空排気、および複数のペレタイジングシステムを備えたKTEシリーズ共回転並列ツインスクリュー押出機を提供しています。これらの押出機は、Wanplasの広範な工場ネットワークによってサポートされています。

結論

包装用フィルムのバリアマスターバッチは、材料科学と精密な混合技術を結合した分野です。EVOH、ポリアミド、オーガノフィリックナノクレイ、酸素除去剤、防曇剤、抗菌システムなど、それぞれが異なる脅威をブロックします。適切な処方は、ホストフィルムと規制当局の市場に合わせて、最小の有効量の適切な有効成分を提供します。これらの濃縮物を信頼性の高く製造するには、L/Dが40~52の共同回転式並列ツインスクリュー押出機、モジュラスクリューエレメント、サイドおよび重量損失供給装置、真空排気装置、およびマッチングされたペレット化システムが必要です。Kerke、Wanplasの工場は、KTEシリーズを通じてこの機能を提供し、70カ国以上のコンバーターをサポートしています。一方、Wanplasグループ全体では、マスターバッチ混合技術をフィルム押出およびリサイクルに統合し、一つのブランドで提供しています。バリアフィルムラインを計画する製造者にとって、まず透過性、樹脂、およびコンプライアンスパスを決定し、次にマスターバッチとツインスクリュープラットフォームを一緒に指定することが、製品を保護し、規制当局を満足させ、コスト競争力を維持するための道筋です。

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