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PE 薄膜干式复合出现的问题及分析

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【正文】
聚乙烯作为一种石油加工产品，根据其聚合工艺的不同，可生产出性能完全不同的产品。一般分为HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE 等。软包装行业应用较为广泛的是LDPE、LLDPE。由于其具有良好的热封性、耐冲击性、一定的透明性和阻隔性，广泛应用于复合包装内层──热封层。如常见的复合结构OPP／PE、PET／VMPET／LDPE、PET／LLDPE 等。
由于PE膜本身无极性，其表面张力很低，一般只能达到31dyn／cm－33dyn／cm。这样通过干式复合后与另一种薄膜的结合就会很不牢固。所以，在正常生产中必须对其表面进行处理，提高其表面张力。一般可采用的方式有三种：电晕处理法、化学处理法及离子火焰法。但由于考虑到其成本及效果，生产中大多采用电晕处理法。即通过瞬间高压放电形成电火花，形成肉眼看不到的凹凸面，同时，还可使其表面产生一定量的极性基团。经过电晕处理后，一般瞬间可使其表面张力达到45 dyn／cm－50dyn／cm，但一般稳定在40dyn／cm 左右。
在干式复合中经常出现一些如：复合不牢、复合白点、复合成品发涩、热封不住等问题，经过干式复合后，形成这种结果的原因是多方面的，下面仅就由于PE 膜的原因造成的这种现象进行探讨。

一、复合不牢
复合不牢是指即强度很低或为零，完全不能满足客户的要求，造成产品报废。由于 PE 膜生产过程的特殊性，表面张力偏低、滑爽剂含量偏高、表面污染等都可能导致复合不牢。
1.表面张力偏低
一般情况下，干式复合用 PE 膜的表面张力必须达到38dyn／cm 以上才可以使用。
实践证明，如果 PE 膜的表面张力值低于38dyn／cm，就可能造成复合强度偏低的现象。低于36dyn／cm 会形成复合强度极低或为零。同时，复合强度还与PE 膜的厚度有关，如果小于30μm，在36 dyn／cm－38dyn／cm 时尚可勉强复合；厚度在30μm－50μm 时，表面张力值37dyn／cm 时，复合效果基本可以满足要求；但厚度大于50μm 时，低于38dyn／cm 基本不能使用。
刚生产出来的PE 膜表面张力值都很大，但随着放置时间的推移，其表面张力值逐渐下降。一般情况下，PE 膜可储存3 个月－6 个月，但在夏季高温潮湿的季节存放期最好不要超过2 个月。
实践证明，PE 膜的表面张力值与周围环境及膜的厚度的关系极为密切，环境温湿度越高，其表面张力值下降越快；薄膜越厚，下降越快。所以，PE 膜的放置一般不宜超过3 个月，尤其是梅雨季节，更应注意仓储的通风、透气。如果由于某种原因放置时间过长，重新使用时，除要进行逐卷检验外，还要根据复合产品的用途综合考虑是否继续使用，以免造成损失。如果表面张力不符合要求，建议进行电晕处理，最好是随机处理，即复合PE 的生产过程中边复合边处理。这只需要在干式复合机上安装处理设备就可以解决。
判断处理值高低的方法：
a.利用现有的电晕检测笔。一般按照规格选取38 达因、44 达因、48 达因、50 达因、52 达因等几种规格，在处理的位置划线。如不消失呈一条完整的线条，说明处理效果可以。相反，处理过的位置收缩成水珠或不均匀，往往复合强度就不高。
b.甲酰胺与乙二醇乙醚混合液检测方法同上。
c.有经验的操作员工可以利用BOPP胶布，采用粘附的形式进行检测，方法是将透明胶布粘附在PE 两面，一般张力符合质量要求的不容易剥离开来。相反就很容易撕开，说明要进行再处理。
2.添加剂的影响
PE 在聚合或PE 膜在成膜时，根据其用途的不同，一般都需加入一定量的添加剂，如防静电剂、滑爽剂、开口剂等。这些添加剂在成膜后或复合后并不是静止不动的，尤其是滑爽剂。滑爽剂一般采用芥酸酰胺类或油酸酰胺类，由于滑爽剂造成复合强度下降的原因有两种：
a.PE 膜放置时间不久，滑爽剂迁移至PE 膜的表面，形成一层很薄的致密层。这层致密层阻隔了粘合剂与PE 膜表面的结合，导致粘合剂无法与PE 分子接触，复合初粘力很低。随着固化时间的加长，复合强度变化不大，复合强度始终保持很低或为零。对于有特殊要求必须使用高滑爽的PE 膜，一般情况下不宜放置太久。如果由于某种原因造成了PE 膜的超期使用，在复合前最好将PE 膜置于60℃－70℃的温度下8 小时以上，此时的滑爽剂将部分失效，再去复合一般不会出现复合强度低的问题，但PE 膜已不具备高滑爽性。
b.复合初粘力尚可，但随着固化时间的加长，复合强度越来越低，两层之间出现一层白色粉末状物质。这是由于生产PE 膜时选用了高滑爽的PE 原料，由于膜内滑爽剂含量较高，在进行高温（40℃－50℃）固化的过程中，膜内的滑爽剂分子运动加剧，大量的滑爽剂分子向膜的两侧迁移。随着时间的加长，向表面迁移的量逐渐增大，其迁移破坏了粘合剂与PE 分子之间的物理粘接过程，将刚形成的不很牢固的粘结力破坏。时间越长，这种破坏力越强，复合强度就越低。遇到这种情况时，一般采取提高固化温度的办法，加速粘合剂的交联速度，使其反应速度超过滑爽剂的迁移速度，以弥补由于PE 膜内滑爽剂过多造成的负面影响。
在实际生产过程中，当 PE 内助剂过多，建议复合时热钢辊温度不需要太高。因为太高的温度很容易将助剂向外迁移，造成剥离强度降低。一般在50℃以下。助剂多的复合产品进行剥离可以明显观察出雾蒙蒙的样子来。
在生产过程中，很多情况下会遇到客户的各种近乎矛盾的要求，如自动包装，即要求有高的复合强度，又要求低的摩擦系数，这本身就是一对矛盾。为解决这对矛盾，一般采取多层共挤制膜方法，各层根据用途的不同分别选用不同的配料，以满足客户的各种要求。
3.表面污染
PE 膜在生产过程中一般不会遭受污染，但其中有一种污染极易被忽略，那就是达因液的污染。
许多PE 膜的生产厂家，都采取自配送达因液来检验膜的表面张力。达因液一般选用乙二醇乙醚的混合液，这是一种无色的透明液体，如果不慎将其污染了导辊，由于其挥发速度很慢，薄膜在经过导辊时将被污染。达因液侵入PE 膜的表面，与PE 分子紧密结合，复合后，它不与粘合剂分子交联，造成局部复合强度为零。这种情况在事前检验中极难发现。

二、复合白点
此种现象极易发生在 PE 乳白膜上，一般乳白膜都是经过添加一定量的白色母料，即浓缩钛白粉。由于色母料质量的高低不同，内含钛白粉的粒度大小不一，硬度也不尽相同，导致复合后生产的乳白膜质量不同，表面光亮度不同。如果乳白膜的表面手感粗糙，从侧面看有麻点，使用这样的膜复合出来的产品大多会出现白点现象。通常解决这一问题的办法有：一是提高粘合剂的涂布量。二是重新印刷一层白墨。无论采取哪种办法都要加大成本，所以，PE 膜在使用前一定要严格检验。三是产生上述质量情况也有可能是由胶水本身问题造成，建议更换胶水，待符合质量要求后再进行批量生产。

三、复合后成品发涩
这种现象许多厂家都曾经发生过。复合后的产品使自动包装机运行不畅或制出的袋子开口困难。
干式复合一般采用的是二液反应型粘合剂，复合后要进行高温固化，以达到最高的复合强度。而PE 膜内的滑爽剂会由于固化温度的变化而变化，在一定温度下，滑爽剂会发生化学变化而失去爽滑作用，温度越高，这种变化越大，滑爽剂的损失量就越大，最终会导致产品发涩，不能使用。所以，固化室的温度一定要严格控制在40℃左右，不可随意提高。另外，要根据产品的不同用途，选择不同的配料，避免由于树脂牌号选择不当而造成产品发涩。对发涩的问题，我们应该进行分析并找到对策。从复合工艺上来讲，建议降低热辊复合温度，一般在35℃－40℃之间；降低产品收卷压力；在不影响质量的前提下，建议采用室温自然熟化，即不进固化室；熟化后的产品不立即进行制袋，建议先放置10 小时或者更长时间再进行后加工；更换复合材料等。

四、热封不良
经过复合进入最后一道工序或进入客户手中后有时会出现局部热封温度偏高、热封不良等现象，严重时无法挽救。造成这种结果的原因有电晕击穿、爽滑剂含量偏高、添加再生料量过大等。
1.电晕击穿
PE 膜在生产过程中经过高压放电辊时，由于各种原因可能会造成膜的局部击穿。这种现象往往是纵向的一条，位置一般固定不变。检测热封不良处PE 膜的表面张力值一般都很高。由于被击穿的热封面与复合面一样形成了带有极性基团的物质，这种物质不具有热封性。所以，在制袋或自动包装时就会出现局部热封不良的现象。为避免这种现象的发生，PE 膜在进厂检验时增加一项复合面表面张力值检测项。
2.滑爽剂含量偏高
由于 PE 膜热封层滑爽剂含量过高，会导致其大量析出在PE 膜的表面上形成致密层，阻碍了PE膜的热封。如果使用了过期的PE 膜，可能会出现这种情况。所以，要根据客户的具体要求选择适当的树脂牌号，对于高滑爽的产品尽量不要使用过期薄膜。此种现象发生后，建议使用溶剂反复擦拭其热封面，效果会有所改善。
3.再生料
   为节约成本，在生产 PE 膜时，往往加入一定量的再生料。而再生料一般是经过不低于两次的高温再生，又有一定量的杂质，重新制膜后，其热封性能大大下降，热封温度普遍提高5℃－10℃。实验证明，热封层再生料的添加量在30%时，PE 膜的热封温度提高3℃－5℃；添加量50%时，热封温度提高6℃－10℃。一般要求制膜厂家在热封层尽量不要添加再生料。

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