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PE薄膜受电子冲击后热封性能的理论分析
    2005年03月21日    中国包装网     作者:
· 　　摘要：对电子冲击后的聚乙烯(PE)薄膜的热封性能进行理论分析，确定选用结晶度高的PE树脂，及具有长支链的PE树脂和EVA共混作为电晕层，生产出的薄膜既具有较好的印刷性，同时又具有良好的热封性能。   

　　关键词：PE  高结晶度 长支链  EVA  共混 电晕面热封 

    聚乙烯属于非极性材料，其薄膜表面张力低，一般通过电晕处理方式使其表面张力达38dyn／cm以上可获较好的印刷效果。本研制在于选择合适的原辅材料及合理的工艺配方，挤出吹塑成型的PE薄膜经电晕处理后，被处理面不影响双面(折叠)热封强度及其他综合性能。

    电晕处理(Corona treatment)是一种在高频高压下令电子加速离开电极，遇空气中的分子形成氧的自由基，自由基和高速电子撞击通过聚合物薄膜表面的一种过程。在此过程中，PE薄膜表面均发生一系列物理化学变化：①在薄膜表面形成许多凹凸不平层面，使表面粗化。②自由基和高速电子作用于薄膜表面，使表面层分子部份断键，引起自由基加速反应。③氧的自由基对C—C键进行氧化，生成羰基(－C－O)、羟基(－OH)、羧基(－COOH)等极性基团。④表形成交联。

    从电晕处理机理分析可看出，PE薄膜在电晕面发生了一系列的化学变化，其表面分子形成部分断裂，分子链之间进行了交联变化重组，因此，对大多数PE材料而言，电晕处理后由于PE薄膜表面发生变化，使表面层强度下降，热封后变化了的表面层很容易从整体上剥落下来，从而导致热封不牢。就目前而言，可采用两种途径解决电晕后热封强度下降的问题：第一种是将PE薄膜表印后在其表面层上挤涂一层热封材料，此种方法优点在于能保证膜面的卫生性，但成本相对偏高，制造周期相对较长。第二种方法是通过选用特殊材料进行结构配方设计，对特殊性能的原辅材料进行共混挤出，以达到电晕处理后不影响热封性能的目的。   

    在实际选材应用中有两个理论依据：第一，电子冲击对非晶区的破坏程度比对晶区的破坏程度高。但要注意使用高结晶度的树脂会使薄膜的雾度增加，透明度降低，光泽度下降，设计配方时必须调整；第二，长支链结构的分子其支链在空间伸展，对主链起一定的保护作用，减少了电子冲击对主链的断裂程度。第三，电晕量的大小直接影响PE薄膜的处理程度，电晕量太大，会使第一、第二种树脂的优势丧失，因此应适当控制电晕量。电晕量的大小可由以下公式进行计算：   

D＝P／(B*V)   
D－电晕量(W.min／m2)   
P－发电机功率(W)   
B－电晕宽度(m)   
V－薄膜运动速度(m／min)   

    第四，生产出的薄膜必须在一定时期内使用，因为电晕量会随薄膜摆放时间的延长而衰减，特别是在潮湿的环境中存放。(电晕衰减随薄膜存放时间的变化曲线图如下所示)     

    从以上分析可以基本拟定聚乙烯双面热封膜电晕层材料选型，可选用HDPE(70～80％结晶度)、具有长支链结构的LLDPE(10～20％茂金属线型聚乙烯)树脂，具有良好热封相容性能的EVA、适量增透剂等进行共混即可。   

    该产品对生产设备无特殊要求，用单层挤出机或二层、三层共挤出吹膜机组均可生产。从应用性能及综合成本上考虑，选用三层共挤吹膜机组比较适宜。(作者：聂文梅 张家仁 周保华) 

油墨牢度不好，容易发生脱色

导致液体包装膜发生油墨附着力不高的因素有：
1．基材电晕处理达不到40达因／cm以上，表面密致、光滑与油墨亲和力较差。

2．色母料中的油性材料添加不够，虽然光泽性提高了，摩擦系数降低了，但是印刷牢度却降低了，热封牢度降低了，因此色母料的选择至关重要。提高油墨同印刷基材的粘结牢度，加强油墨中粘结料同印刷基材膜的相容性。选择对印刷基材膜有良好溶胀或溶解性好的溶剂，提高油墨中粘结料的含量，添加油墨中的增粘树脂量，以提高油墨的粘结性。

3．添加溶剂失调，不符实际标准。

4．油墨太陈旧并有杂质，须过滤处理。

5．添加溶剂含有水分。

液体包装膜印刷时有响声，收卷后粘连

塑料薄膜经过凹版收卷后，经过分割分切制成包装袋叠放后，印刷面之间的油墨或油墨与印刷的空白面粘连在一起，不能分开(用力拉则造成油墨脱落，产品报废)。应该从可能引导致粘连的原因，即油墨发粘、湿度太高、压力太大等方面着手分析。
浅议用树脂对油墨性能影响拼版片基除脏技巧探析

其表面张力也只能达到38达因左右，应采用树脂结构为非极性如氯化聚丙稀类树脂连接料，而对于PET，PA等表面极性基材，则可采用聚氨酯类树脂连接料，现在聚氨酯油墨连接料体系通过添加少量专门用于PP，PE附着力促进剂。
或用氯化聚丙稀类树脂少量与聚氨酯树脂拼用往往可以解决在非极性基材上附着力问题，已经能够做到一种树脂连接料通用性问题，同时解决了以氯化聚丙烯树脂为连接料容易出现甲苯溶剂残留超标问题，在提倡绿色环保今天，这点突破显得尤为重要，可见。
颜料颗粒并不是单独存在，而是分散在连接料介质当中，微观上，一个颜料颗粒其最好润湿分散状态是完全被树脂连接料均匀包裹在其中。并附着于基材表面，色彩展现是光线通过树脂连接料膜层入射到被包裹颜料表面在通过反射传达到消费者眼中。
树脂透明度好与不好，色号大小直接影响到不同色料对颜色表达，同时树脂对颜料润湿分散充分与否，直接影响到树脂对颜料均匀包裹性，也会影响油墨本身色相，抗反粘性是印刷油墨一项重要物性指标，凹版印刷是一种供墨量高，阶调再现性好。
印刷速度快印刷方式，其使用油墨多为溶剂型挥发干燥型油墨，再油墨经过渔转移到承印基材上后，通过烘道，待有机溶剂快速挥发干燥后即收卷。众所周知，通过高温烘道后收卷时，印膜表面温度一般在40℃～60℃之间，同时由于收卷压力存在，如果油墨本身抗反粘性不好，则会导致严重收卷粘连质量事故，给油墨客户造成无法挽回经济损失。
油墨抗反粘性好与差，除了与印刷过程中溶剂梯度挥发后彻底性有关外，还直接与所用树脂连接料成膜及树脂分子性质相关，成膜性好树脂连接料能赋予油墨良好干爽性，在溶剂挥发并彻底干燥后，成膜彻底，收卷后抗反粘性优异，在凹版印刷中。
印刷过程中填入油墨量多，转移到基材膜层厚，着墨孔容积小。填入墨量少，转移到基材膜层薄，于是在基材上形成浓淡有秩，色彩鲜艳画面，复溶性差油墨，在渔浅网部分由于滚筒在墨槽中高速旋转！残留油墨不易被墨槽中油墨重新溶解，而导致网穴越印越浅，最终造成堵版事故，对于复溶性过好油墨。
则在套印过程中，印好油墨容易被渔中油墨溶剂溶下，导致油墨串色问题！油墨存放一段时间以后！在容器中出现上部稀，粘度小，颜色与浓度亦比较差，下部稠！粘度大，颜色与浓度亦比较好现象，凹版印刷类油墨由于是哮粘度小流体，由于颜料在连接料中分散不良，颜料或填料密度过大，在长期存放厚容易出现沉淀毛病，所有这些问题出现均会影响油墨使用性能，即使在充分摇匀后。
需经过多次擦拭，才能让残余物遮盖着感光层重新显影。重则需用修版刀去修或者报废整张渔，要阻止发生类似情况。可采用方法主要有以下两种。在条件准许范围内。用柔软布蘸着酒精去擦片基上脏物，因为酒精较纯净，又含有一定水分，脏物吸水后容易擦去。
  挤出复合作为软包装产品中的一种生产方式与干式复合有着相同和不同的特性，它投资少、成本低、生产效率高、操作简单等多方面的优点。因此，它在塑料复合加工中还占有相当重要的地位，但在实际生产过程中难免出现这样或那样的问题，如：基材表面处理效果对剥离强度的影响，被涂布基材预先进行电晕处理。处理后的表面张力应≥38达因以上，这样可以改进基材同熔融挤出树脂的粘结性。

    油墨对挤出复合剥离强度的影响，在生产实际中，有时会出现无油墨或油墨少的部位剥离强度好，而有油墨和油墨较多的部位剥离强度反而比较差的现象，这是由于所用油墨的适应性不佳或油墨未彻底干燥所引起的。

     树脂助剂对质量的影响也应特别注意，树脂中的助剂特别是爽滑剂对挤出复合的剥离强度有很大的影响，比如在使用LDPE树脂进行挤出复合时，应选用不含或少含润滑剂的挤出涂覆级树脂粒子。（例如北京燕山1C7A，上海金石1C8A），此外，树脂中含水份较多在挤出过程中容易造成塑化不良现象。
挤出温度控制对产品质量极为重要，挤出机机筒温度和T模温度是挤出复合工艺的关键和核心，温度太低、塑化不良，温度过高流出的熔膜氧化越充分，表面产生极分子，对基材的亲和力越好，一般情况下，机筒温度控制在150~340度之间，T模的温度控制在310~340度之间。

    气隙对质量有一定的影响，气隙是指从挤出模口到复合冷却钢辊，压力辊接触线之间的距离，气隙的大小对挤出复合的剥离强度也有很大的影响。因此，挤出复合时应根据产品实际情况来调节气隙的大小，一般来说气隙控制在50mm~100mm之间为宜大于100mm，剥离强度会直接下降。