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Sie möchten Ihre Verpackungslinie optimieren oder die Leistung von laminierten Strukturen verbessern? Dieser praktische Leitfaden erläutert die wichtigsten Prinzipien, die Materialauswahl, die Verarbeitungsschritte und die Techniken zur Fehlerbehebung bei der Extrusionsbeschichtung (auch bekannt als Laminierung) – einer Technologie, die in der Verpackungs-, Medizin-, Automobil- und Industriebranche weit verbreitet ist.

Was ist Laminierung (Extrusionsbeschichtung) und wie funktioniert sie?

Laminieren, auch Extrusionsbeschichtung genannt, ist ein Verfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff (meist Polyethylen, PE) gleichmäßig auf Substrate wie Papier, Textilien, Vliesstoffe oder Aluminiumfolie aufgetragen wird. Mithilfe einer Extrusionsanlage wird der Kunststoff geschmolzen, beschichtet und anschließend 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 erzielen und so dem Basismaterial Barriereeigenschaften, Heißsiegelfähigkeit und Haltbarkeit zu verleihen.

Wichtige Schritte im Laminierungsprozess

1. Rohmaterialvorbereitung: Geeignete Kunststoffgranulate (z. B. PE, PP, PLA) und Substrate (z. B. Frischfaserpapier, Vliesstoff) auswählen.

2. Kunststoffschmelzen und -extrusion: Kunststoffgranulat wird in einen Extruder eingeführt, wo es bei hohen Temperaturen zu einer zähflüssigen Masse geschmolzen wird. Die Kunststoffschmelze wird anschließend durch eine T-Düse extrudiert, um eine gleichmäßige, filmartige Schmelze zu erzeugen.

3. Beschichtung und Compoundierung: Die geschmolzene Kunststofffolie wird unter Spannungssteuerung präzise auf die Oberfläche des vorab abgewickelten Substrats aufgetragen. An der Beschichtungsstelle verbinden sich die geschmolzene Kunststofffolie und das Substrat durch die Einwirkung von Druckwalzen fest miteinander.

4. Abkühlung und Aushärtung: Das zusammengesetzte Material durchläuft schnell Kühlwalzen, wodurch die geschmolzene Kunststoffschicht schnell abkühlt und aushärtet und eine starke Kunststofffolie bildet.

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

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

Leitfaden zur Auswahl von Substrat und Kunststoff für Extrusionsbeschichtung oder Laminierung

Zu den Materialien, die beim Laminierprozess verwendet werden, gehören hauptsächlich Substrate und Laminiermaterialien (Kunststoffe).

1. Substrate

2. Laminiermaterialien (Kunststoffe)

• Polyethylen (PE)

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

LLDPE: Hervorragende Zugfestigkeit und Durchstoßfestigkeit, wird häufig mit LDPE gemischt.

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

• Polypropylen (PP)

Bessere Wärmebeständigkeit und Steifigkeit als PE. Ideal für Hochtemperatur-Sterilisationsanwendungen.

• Biologisch abbaubare Kunststoffe

PLA: Transparent, biologisch abbaubar, aber nur bedingt hitzebeständig.

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

• Spezialpolymere

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

Ionomere: Hohe Transparenz, Ölbeständigkeit, ausgezeichnete Dichtungsfähigkeit.

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

1. Haftungs-/Blockierungsprobleme

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

Lösungen: Senkung der Kühlwalzentemperatur, Verlängerung der Kühlzeit; angemessene Reduzierung der Wickelspannung; Erhöhung oder Optimierung der Menge und Dispersion von Antiblockierungsmitteln (z. B. Erucamid, Oleamid, Silica, SILlKE SILIMER Serie Supergleitmittel und Antiblockierungs-Masterbatch); Verbesserung der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit in der Produktionsumgebung.

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

Hauptvorteile: Rutsch- und Antiblockmittel für Polyethylenfolien

•Verbesserte Gleit- und Filmöffnungsleistung

• Langzeitstabilität unter Hochtemperaturbedingungen

• Keine Ausfällung oder Pulverisierung („kein Ausblühen“-Effekt)

• Keine negativen Auswirkungen auf Druck, Heißsiegelung oder Laminierung

• Verbessert das Schmelzflussverhalten und die Dispersion von Pigmenten, Füllstoffen und funktionellen Additiven innerhalb des Harzsystems.

Kundenfeedback – Lösungen für Extrusionsbeschichtungs- oder Laminierungsanwendungen:
Hersteller von Kunststofffolien, die Laminier- und Extrusionsbeschichtungsverfahren einsetzen, berichten, dass die Gleit- und Antiblockmittel von SILIMER Probleme mit dem Verkleben der Düsenlippen effektiv lösen und die Verarbeitungseffizienz bei PE-basierten Beschichtungen deutlich verbessern.

2. Unzureichende Schälfestigkeit (Delamination):

Ursachen: Niedrige Oberflächenenergie des Substrats, unzureichende Corona-Behandlung, zu niedrige Extrusionstemperatur, unzureichender Beschichtungsdruck und Fehlanpassung zwischen Kunststoff und Substrat.

Lösungen: Verbesserung der Wirkung der Corona-Behandlung auf das Substrat; angemessene Erhöhung der Extrusionstemperatur zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Schmelze auf dem Substrat; Erhöhung des Beschichtungsdrucks; Auswahl von Laminiermaterialien mit besserer Kompatibilität mit dem Substrat oder Zugabe von Haftvermittlern.

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

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

Lösungen: Hochwertige, trockene Kunststoffrohstoffe verwenden; Düse und Extruder regelmäßig reinigen; Extrusions- und Kühlparameter optimieren.

4. Ungleichmäßige Dicke:

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

Lösungen: Die Düsentemperatur präzise steuern; den Düsenlippenspalt anpassen; den Extruder regelmäßig warten; die Substratqualität sicherstellen.

5. Schlechte Heißsiegelfähigkeit:

Ursachen: Unzureichende Dicke der Laminierschicht, falsche Heißsiegeltemperatur, falsche Wahl des Laminiermaterials.

Lösungsansätze: Die Dicke der Laminierung entsprechend erhöhen; Temperatur, Druck und Zeit beim Heißsiegeln optimieren; Laminiermaterialien mit besseren Heißsiegeleigenschaften auswählen (z. B. LDPE, LLDPE).

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