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Möchten Sie Ihre Verpackungslinie optimieren oder die Leistung laminierter Strukturen verbessern? Dieser praktische Leitfaden untersucht die wesentlichen Prinzipien, die Materialauswahl, die Verarbeitungsschritte und Fehlerbehebungstechniken bei der Extrusionsbeschichtung (auch Laminierung genannt) – einer Technologie, die in den Bereichen Verpackung, Medizin, Automobil und Industrie weit verbreitet ist.

Was ist Laminierung (Extrusionsbeschichtung) und wie funktioniert sie?

Laminieren oder Extrusionsbeschichten ist ein Verfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff (meist Polyethylen, PE) gleichmäßig auf Substrate wie Papier, Gewebe, Vliesstoffe oder Aluminiumfolie aufgetragen wird. Mithilfe einer Extrusionsvorrichtung wird der Kunststoff geschmolzen, beschichtet und abgekühlt, um eine Verbundstruktur zu bilden.

Das Kernprinzip besteht darin, die Fließfähigkeit von geschmolzenem Kunststoff bei hohen Temperaturen zu nutzen, um eine feste Verbindung mit dem Substrat zu erreichen und dem Grundmaterial dadurch Barriereeigenschaften, Heißsiegelfähigkeit und Haltbarkeit zu verleihen.

Wichtige Schritte des Laminierungsprozesses

1. Vorbereitung des Rohmaterials: Wählen Sie geeignete Kunststoffpellets (z. B. PE, PP, PLA) und Substrate (z. B. Frischpapier, Vliesstoff) aus.

2. Kunststoffschmelzen und -extrusion: Kunststoffpellets werden in einen Extruder gegeben und dort bei hohen Temperaturen zu einer viskosen Flüssigkeit geschmolzen. Der geschmolzene Kunststoff wird dann durch eine T-Düse extrudiert, um eine gleichmäßige, filmartige Schmelze zu bilden.

3. Beschichten und Compoundieren: Die geschmolzene Kunststofffolie wird unter Spannungskontrolle präzise auf die Oberfläche des zuvor abgewickelten Substrats aufgetragen. Am Beschichtungspunkt werden der geschmolzene Kunststoff und das Substrat durch die Einwirkung von Druckwalzen fest miteinander verbunden.

4. Abkühlen und Aushärten: Das zusammengesetzte Material passiert schnell Kühlwalzen, wodurch die geschmolzene Kunststoffschicht schnell abkühlt und aushärtet und einen starken Kunststofffilm bildet.

5. Aufwickeln: Das abgekühlte und ausgehärtete laminierte Verbundmaterial wird zur weiteren Verarbeitung und Verwendung auf Rollen aufgewickelt.

6. Optionale Schritte: In einigen Fällen kann das Substrat vor der Beschichtung einer Coronabehandlung unterzogen werden, um die Haftung der laminierten Schicht zu verbessern oder die Oberflächeneigenschaften zu verbessern.

Leitfaden zur Substrat- und Kunststoffauswahl für die Extrusionsbeschichtung oder Laminierung

Zu den Materialien, die beim Laminieren zum Einsatz kommen, zählen vor allem Trägermaterialien und Kaschiermaterialien (Kunststoffe).

1. Substrate

2. Laminiermaterialien (Kunststoffe)

• Polyethylen (PE)

LDPE: Hervorragende Flexibilität, niedriger Schmelzpunkt, ideal für die Papierlaminierung.

LLDPE: Überlegene Zugfestigkeit und Durchstoßfestigkeit, oft mit LDPE gemischt.

HDPE: Bietet eine höhere Steifigkeit und Barriereleistung, ist aber schwieriger zu verarbeiten.

• Polypropylen (PP)

Bessere Wärmebeständigkeit und Steifigkeit als PE. Ideal für Sterilisationsanwendungen bei hohen Temperaturen.

• Biologisch abbaubare Kunststoffe

PLA: Transparent, biologisch abbaubar, aber eingeschränkt hitzebeständig.

PBS/PBAT: Flexibel und verarbeitbar; geeignet für nachhaltige Verpackungslösungen.

• Spezialpolymere

EVOH: Hervorragende Sauerstoffbarriere, wird häufig als Mittelschicht in Lebensmittelverpackungen verwendet.

Ionomere: Hohe Klarheit, Ölbeständigkeit, ausgezeichnete Versiegelbarkeit.

Häufige Probleme und Lösungen bei der Extrusionsbeschichtung und Laminierung:Ein praktischer Leitfaden zur Fehlerbehebung

1. Haftungs-/Blockierungsprobleme

Ursachen: Unzureichende Kühlung, zu hohe Wickelspannung, unzureichende oder ungleichmäßige Verteilung des Antiblockmittels, hohe Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit.

Lösungen: Kühlwalzentemperatur senken, Kühlzeit verlängern; Wickelspannung entsprechend reduzieren; Menge und Dispersion von Antiblockmitteln (z. B. Erucamid, Oleamid, Silica, Super-Slip- und Antiblocking-Masterbatch der SILIKE SILIMER-Serie) erhöhen oder optimieren; Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit in der Produktionsumgebung verbessern.

Wir stellen die SILIKE SILIMER-Serie vor: Hochleistungs-Gleit- und Antiblocking-Masterbatch für verschiedene Kunststofffolien und modifizierte Polymere.

Hauptvorteile Gleit- und Antiblockmittel für Polyethylenfolien

•Verbesserte Leistung beim Öffnen von Schlupf und Film

• Langzeitstabilität unter Hochtemperaturbedingungen

• Kein Niederschlag oder Pulverisieren („No Bloom“-Effekt)

• Keine negativen Auswirkungen auf Druck, Heißsiegelung oder Laminierung

• Verbessert den Schmelzfluss und die Dispersion von Pigmenten, Füllstoffen und funktionellen Additiven innerhalb des Harzsystems.

Kundenfeedback – Lösungen für Extrusionsbeschichtungen oder Laminierungsanwendungen:
Hersteller von Kunststofffolien, die Laminierungs- und Extrusionsbeschichtungsverfahren verwenden, berichten, dass SILIMER-Gleit- und Antiblockiermittel Probleme mit dem Verkleben der Formlippen wirksam lösen und die Verarbeitungseffizienz bei PE-basierten Beschichtungen deutlich verbessern.

2. Unzureichende Schälfestigkeit (Delamination):

Ursachen: Niedrige Oberflächenenergie des Substrats, unzureichende Koronabehandlung, zu niedrige Extrusionstemperatur, unzureichender Beschichtungsdruck und Nichtübereinstimmung zwischen Kunststoff und Substrat.

Lösungen: Verbessern Sie die Wirkung der Coronabehandlung auf das Substrat. Erhöhen Sie die Extrusionstemperatur entsprechend, um die Benetzbarkeit des Substrats durch die Schmelze zu verbessern. Erhöhen Sie den Beschichtungsdruck. Wählen Sie Laminiermaterialien mit besserer Kompatibilität mit dem Substrat oder fügen Sie Haftvermittler hinzu.

3. Oberflächendefekte (z. B. Flecken, Fischaugen, Orangenhautstruktur):

Ursachen: Verunreinigungen, nicht geschmolzenes Material, Feuchtigkeit in Kunststoffrohstoffen; mangelnde Sauberkeit der Düse; instabile Extrusionstemperatur oder -druck; ungleichmäßige Abkühlung.

Lösungen: Verwenden Sie hochwertige, trockene Kunststoffrohstoffe; reinigen Sie regelmäßig Düse und Extruder; optimieren Sie die Extrusions- und Kühlparameter.

4. Ungleichmäßige Dicke:

Ursachen: Ungleichmäßige Düsentemperatur, falsche Einstellung des Düsenlippenspalts, verschlissene Extruderschnecke, ungleichmäßige Substratdicke.

Lösungen: Präzise Steuerung der Düsentemperatur; Anpassung des Düsenlippenabstands; regelmäßige Wartung des Extruders; Sicherstellung der Substratqualität.

5. Schlechte Heißsiegelfähigkeit:

Ursachen: Unzureichende Schichtdicke der Laminierschicht, falsche Heißsiegeltemperatur, falsche Auswahl des Laminiermaterials.

Lösungen: Erhöhen Sie die Laminatdicke entsprechend. Optimieren Sie die Heißsiegeltemperatur, den Druck und die Zeit. Wählen Sie Laminiermaterialien mit besseren Heißsiegeleigenschaften (z. B. LDPE, LLDPE).

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