แก้ปัญหาหน้างาน · อาการรายตัว
ผิวหนังฉลาม (sharkskin) และ melt fracture
ฟิล์มผิวขรุขระเพราะอะไร แก้ตรงไหนก่อน
ผิวฟิล์มหรือชิ้นงานรีดที่ด้าน ขรุขระเป็นริ้วถี่ หรือบิดเป็นคลื่นทั้งเส้น ส่วนใหญ่มาจากเรื่องเดียว คือแรงเฉือนที่ผนังปากดายสูงเกินกว่าที่ผิวเนื้อพลาสติกจะทนได้ หน้านี้ไล่ตั้งแต่วิธีแยกอาการ กลไก สาเหตุ 4 กลุ่ม วิธีตรวจจากถูกไปแพง และบอกตรงๆ ว่าสารช่วยกระบวนการ (PPA) ช่วยได้เมื่อไร และมีเงื่อนไขอะไร
ฝ่ายการตลาด บริษัท แอดวานซ์ เคม โซลูชั่น จำกัด · 22 ต.ค. 2569 · อ่านประมาณ 7 นาที
ดูให้แน่ว่าเป็นผิวหนังฉลาม
อาการนี้พบมากในงานรีดฟิล์มเป่าและฟิล์มหล่อจาก LLDPE รวมถึงท่อ โปรไฟล์ และสายไฟ จุดสังเกตสำคัญคือ อาการแรงขึ้นเมื่อเร่งอัตราผลิต และเบาลงเมื่อลดอัตราผลิต
- ผิวหนังฉลาม (sharkskin) ผิวด้านและขรุขระละเอียดเป็นริ้วถี่ตั้งฉากกับทิศการไหล ลูบแล้วรู้สึกสาก ฟิล์มดูขุ่นเหมือนมีหมอก เกิดทั่วทั้งหน้ากว้าง
- melt fracture รุนแรง (gross melt fracture) ไม่ใช่แค่ผิว แต่ทั้งเส้นบิดเป็นเกลียว คลื่นใหญ่ หรือหนาบางสลับกัน มักเกิดที่อัตราผลิตสูงกว่าผิวหนังฉลาม
- ตาปลาหรือเจล (gels) เป็นจุดนูนเป็นเม็ดกระจาย ไม่ใช่ผิวขรุขระทั่วหน้า ดู ตาปลา เจลในฟิล์ม
- เส้นจากปากดาย (die lines) เป็นเส้นตรงยาวตามทิศการไหลที่ตำแหน่งเดิม มาจากปากดายมีรอยหรือคราบ ไม่ได้ขึ้นกับอัตราผลิต
- ฟิล์มขุ่นจากการเย็นตัว ขุ่นสม่ำเสมอแต่ผิวเรียบ มักเกี่ยวกับการเย็นตัวและการตกผลึก ไม่ใช่การฉีกที่ผิว
กลไก: ทำไมผิวฉีกที่ปากดาย
ขณะไหลในดาย เนื้อพลาสติกที่ติดผนังแทบไม่เคลื่อนที่ ส่วนตรงกลางไหลเร็ว พอออกจากปากดาย ผิวที่เคยหยุดนิ่งต้องเร่งความเร็วขึ้นทันทีให้เท่ากับเนื้อทั้งเส้น ผิวจึงถูกดึงยืดอย่างแรงตรงขอบปากดาย ถ้าแรงเฉือนที่ผนัง (wall shear stress) สูงเกินระดับหนึ่ง ผิวจะฉีกเป็นจังหวะถี่ๆ กลายเป็นผิวหนังฉลาม ถ้าแรงสูงขึ้นอีก เนื้อจะเริ่มเกาะและไถลที่ผนังสลับกัน (stick-slip) หรือไหลไม่เสถียรตั้งแต่ทางเข้าดาย ทั้งเส้นจึงบิดเป็น melt fracture รุนแรง
ข้อสรุปที่ใช้ได้จริงคือ ผิวหนังฉลามเป็นปัญหาเรื่องแรงเฉือนที่ผนังดาย ทางแก้จึงมี 3 ทาง: ลดแรงเฉือน (ลดอัตราผลิต ขยายช่องดาย เพิ่มอุณหภูมิ) เปลี่ยนเนื้อวัสดุให้ไวต่อแรงเฉือนน้อยลง (เกรด การผสม LDPE) หรือทำให้เนื้อลื่นไถลที่ผนังได้ (PPA)
LLDPE โดยเฉพาะ mLLDPE และเกรดที่การกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบเสี่ยงที่สุด เพราะความหนืดลดลงน้อยเมื่อถูกเฉือนแรง ที่อัตราผลิตเท่ากัน แรงเฉือนที่ผนังจึงสูงกว่า LDPE ซึ่งมีกิ่งยาวและไหลง่ายขึ้นมากเมื่อถูกเฉือน ดูพื้นฐานเรื่อง MFI และการกระจายน้ำหนักโมเลกุลได้ใน รู้จักเม็ดพลาสติก
สาเหตุ 4 กลุ่ม
1. ดายและอุปกรณ์
ช่องดาย (die gap) แคบ ทำให้ที่อัตราผลิตเท่ากันเนื้อต้องไหลเร็วขึ้นและแรงเฉือนสูงขึ้น ปากดายที่มีรอยขีดข่วนหรือคราบสะสม (die build-up) ทำให้อาการเกิดง่ายขึ้นและมักทิ้งเส้นตามทิศการไหลไว้ด้วย
2. Process
อัตราผลิตสูงเกินกว่าที่ดายและเม็ดรับได้ อุณหภูมิปากดายหรืออุณหภูมิเนื้อต่ำ ซึ่งทำให้ความหนืดสูงขึ้น อาการนี้จึงมักโผล่ตอนเร่งเครื่องเพื่อเพิ่มกำลังผลิต หรือตอนลดอุณหภูมิเพื่อให้ฟองฟิล์มนิ่ง
3. วัตถุดิบ
เกรดที่ MFI ต่ำและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบ เช่น mLLDPE หรือการเปลี่ยนสัดส่วนผสม LLDPE กับ LDPE ทำให้พฤติกรรมการไหลเปลี่ยนแม้ตั้งเครื่องเหมือนเดิม
4. สูตรและสารเติมแต่ง
สูตรที่ไม่มี PPA ทั้งที่เม็ดและอัตราผลิตต้องการ PPA ที่ยังเคลือบดายไม่ทั่ว หรือ PPA ที่ถูกสารอื่นในสูตรรบกวน เช่น antiblock ตัวเติม และ pigment บางชนิด
ตรวจทีละขั้น จากถูกไปแพง
- ลดอัตราผลิตลงทีละขั้น ถ้าผิวกลับมาเรียบ แปลว่าต้นเหตุคือแรงเฉือน ไม่ใช่สิ่งปนเปื้อน จดอัตราผลิตที่อาการเริ่มเกิดไว้เป็นเกณฑ์
- เพิ่มอุณหภูมิปากดายทีละขั้น ดูผิวและความเสถียรของฟองฟิล์มไปพร้อมกัน ถ้าฟองแกว่งก่อนผิวจะเรียบ ต้องใช้วิธีอื่นร่วม
- ทำความสะอาดปากดายและตรวจรอย คราบหรือรอยขีดข่วนที่ขอบปากดายทำให้ผิวฉีกง่ายขึ้น
- ตรวจเม็ดที่ใช้ เทียบเกรด ล็อต และสัดส่วนผสมกับช่วงที่ผิวยังดี ถ้าเพิ่งเปลี่ยนมาใช้ mLLDPE หรือลด LDPE ลง นั่นคือจุดเริ่มต้นที่ต้องดู
- ทดลองผสม LDPE ในสัดส่วนเล็กน้อยแล้วดูผิว ต้องยืนยันว่าคุณสมบัติเชิงกลของฟิล์มยังผ่านสเปก
- ถ้าใช้ PPA อยู่ ตรวจเงื่อนไขของมัน เดินเครื่องนานพอให้ PPA เคลือบดายหรือยัง และเพิ่งเพิ่ม antiblock ตัวเติม หรือเปลี่ยน MB สีหรือไม่
- ขยายช่องดาย เป็นงานอุปกรณ์ที่แพงที่สุด และต้องคิดผลต่ออัตราส่วนการดึงยืด (draw-down ratio) และการวางตัวของโมเลกุลในฟิล์มด้วย
ตาราง สาเหตุ → วิธีตรวจ → วิธีแก้
| สาเหตุ | วิธีตรวจ | วิธีแก้ |
|---|---|---|
| อัตราผลิตสูงเกิน | ลดอัตราผลิตทีละขั้น ดูว่าผิวเรียบที่ระดับไหน | เดินที่อัตราต่ำกว่าจุดเริ่มเกิด หรือใช้วิธีอื่นเพื่อขยับจุดนั้นขึ้น |
| ปากดายหรือเนื้อเย็นเกิน | เพิ่มอุณหภูมิปากดายทีละขั้น | ตั้งอุณหภูมิปากดายให้สูงขึ้นในช่วงที่ฟองฟิล์มยังนิ่ง |
| ช่องดายแคบ | เทียบช่องดายกับเม็ดและอัตราผลิตที่ใช้ | ขยายช่องดาย หรือใช้ดายที่ออกแบบสำหรับ LLDPE |
| ปากดายมีคราบหรือรอย | ตรวจขอบปากดาย ดูเส้นตามทิศการไหลร่วมด้วย | ทำความสะอาด ขัดหรือซ่อมปากดาย |
| เกรดเม็ดไวต่อแรงเฉือน | เทียบเกรดและล็อตกับช่วงที่ผิวยังดี | เลือกเกรดที่การกระจายน้ำหนักโมเลกุลกว้างกว่า หรือผสม LDPE |
| ไม่มี PPA หรือ PPA ไม่พอ | ตรวจสูตรที่ใช้ และสอบถามผู้ผลิตเม็ดว่าเกรดมี PPA อยู่แล้วหรือไม่ | ทดลองเติม PPA และเดิน conditioning ตามคำแนะนำผู้ผลิต |
| PPA ถูกสารอื่นรบกวน | ดูว่าอาการกลับมาหลังเพิ่ม antiblock ตัวเติม หรือเปลี่ยน MB สีหรือไม่ | ปรับปริมาณ PPA หรือเลือกเกรดที่ผู้ผลิตยืนยันว่าใช้ร่วมกันได้ |
| PPA ยังเคลือบดายไม่ทั่ว | ผิวค่อยๆ ดีขึ้นเป็นบางส่วนตามเวลาที่เดินเครื่อง | เดินต่อเนื่องให้ครบช่วง conditioning ก่อนสรุปผล |
สารเติมแต่งช่วยได้แค่ไหน
ปัญหานี้เป็นหนึ่งในไม่กี่อาการที่ สารช่วยกระบวนการได้ผลจริง แต่มีเงื่อนไข ทางเลือกด้านวัสดุที่มีอยู่จริงมีดังนี้ รวมทางที่ ACS ไม่ได้ขาย
- สารช่วยกระบวนการ (polymer processing aid, PPA) ส่วนใหญ่เป็นฟลูออโรพอลิเมอร์ที่เติมในปริมาณน้อย ไปเกาะเคลือบผนังดายจนเนื้อพลาสติกลื่นไถลได้ แรงเฉือนที่ผนังจึงลดลง ต้องเดินเครื่องสักระยะให้เคลือบทั่วก่อนเห็นผลเต็มที่ PPA ไม่อยู่ในรายการสินค้าของ ACS
- ข้อควรระวังของ PPA อนุภาคแร่ใน antiblock ตัวเติม และ pigment บางชนิด อาจดูดซับ PPA หรือขัดชั้นเคลือบออก ถ้าใช้ slip และ antiblock ร่วมด้วย ควรถามผู้ผลิตทั้งสองฝั่งเรื่องการใช้ร่วมกัน และยืนยันบนเครื่องจริง
- เรื่องกฎระเบียบ PPA ที่เป็นฟลูออโรพอลิเมอร์ถูกจัดอยู่ในกลุ่มสาร PFAS ในบางตลาด ซึ่งกำลังถูกควบคุมหรือพิจารณาจำกัดการใช้ ปัจจุบันมี PPA แบบไม่มีฟลูออรีนให้เลือก แต่ประสิทธิภาพอาจต่างกัน ควรตรวจข้อกำหนดของลูกค้าและตลาดปลายทาง
- การผสม LDPE และการเลือกเกรด ไม่ใช่สารเติมแต่ง แต่เป็นการปรับสูตรเม็ดที่ได้ผลบ่อย แลกกับคุณสมบัติเชิงกลของฟิล์มที่อาจเปลี่ยน
สิ่งที่สารเติมแต่ง แก้ไม่ได้: ปากดายที่เสียหาย อัตราผลิตที่เกินขีดของดายไปมาก และเจลหรือตาปลาที่มาจากเนื้อเม็ด ดูพื้นฐานกระบวนการเพิ่มเติมได้ใน การรีดพลาสติก (extrusion)
ข้อควรระวังทางเทคนิค
ค่าการเติม (let-down ratio) และข้อมูลทางเทคนิคในหน้านี้เป็นค่าอ้างอิงทั่วไป ไม่ใช่การรับประกันคุณสมบัติ ต้องยืนยันด้วยการทดลองในกระบวนการผลิตของคุณเองก่อนใช้งานจริง
FAQ
คำถามที่พบบ่อยเรื่องผิวหนังฉลาม
ทำไมเปลี่ยนมาใช้ mLLDPE แล้วฟิล์มเกิดผิวหนังฉลาม ทั้งที่ใช้ดายและอัตราผลิตเท่าเดิม
mLLDPE และ LLDPE ที่การกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบ ความหนืดลดลงน้อยเมื่อแรงเฉือนสูงขึ้น (shear thinning น้อย) ที่อัตราผลิตเท่าเดิม แรงเฉือนที่ผนังปากดายจึงสูงกว่าเม็ดเดิม และข้ามระดับที่ผิวเริ่มฉีกได้ง่ายกว่า ทางแก้ที่ใช้กันคือเพิ่มอุณหภูมิปากดาย ลดอัตราผลิต ขยายช่องดาย ผสม LDPE หรือใช้ PPA ควรทดลองทีละตัวแปรเพื่อดูว่าตัวไหนได้ผลกับเครื่องของคุณ
เติม PPA แล้วทำไมผิวฟิล์มไม่เรียบทันที
PPA ทำงานโดยค่อยๆ ไปเกาะเคลือบผนังดายจนเนื้อพลาสติกลื่นไถลได้ ช่วงแรกจึงต้องเดินเครื่องต่อเนื่องสักระยะให้ผิวดายถูกเคลือบทั่ว (conditioning) ผิวฟิล์มจะค่อยๆ ใสและเรียบจากบางส่วนก่อน ระยะเวลาขึ้นกับปริมาณ PPA ขนาดดาย และสารอื่นในสูตร ผู้ผลิต PPA มักมีวิธี conditioning แนะนำ ถ้าเดินนานแล้วยังไม่ดีขึ้น ให้ตรวจว่ามีสารในสูตรที่ไปรบกวนการเคลือบหรือไม่
เพิ่ม antiblock แล้วผิวหนังฉลามกลับมา เกี่ยวกันไหม
เกี่ยวได้ อนุภาคแร่อย่าง silica หรือ talc ใน antiblock และ pigment บางชนิด อาจดูดซับ PPA ไว้หรือขัดชั้นเคลือบออกจากผนังดาย ทำให้ PPA ที่เหลือทำงานได้ไม่พอ อาการมักเกิดหลังเปลี่ยนสูตร MB หรือเพิ่มปริมาณ antiblock ควรทดลองปรับปริมาณ PPA หรือเลือกเกรด antiblock และ PPA ที่ผู้ผลิตยืนยันว่าใช้ร่วมกันได้ แล้วยืนยันบนเครื่องจริง
PPA ที่มีฟลูออรีนยังใช้ได้ไหม เกี่ยวกับกฎ PFAS อย่างไร
PPA ส่วนใหญ่ในตลาดเป็นฟลูออโรพอลิเมอร์ ซึ่งบางตลาดจัดอยู่ในกลุ่มสาร PFAS ที่กำลังถูกควบคุมหรือพิจารณาจำกัดการใช้ และเจ้าของแบรนด์บางรายเริ่มกำหนดให้ใช้สูตรปลอดฟลูออรีน ปัจจุบันมี PPA แบบไม่มีฟลูออรีนให้เลือก แต่ประสิทธิภาพและปริมาณที่ต้องใช้อาจต่างกัน ควรตรวจข้อกำหนดของลูกค้าและกฎของตลาดปลายทางก่อนเลือกสูตร และทดลองเทียบบนเครื่องของคุณ
ผิวฟิล์มยังขรุขระแม้ปรับเครื่องแล้ว?
ส่งรูปผิวฟิล์มใกล้ๆ เกรดเม็ด สูตร MB ที่ใช้ และอัตราผลิตมาทาง LINE ทีมเทคนิคจะช่วยแยกว่าเป็นเรื่องดาย process หรือสูตร