聚氯乙烯糊树脂生产过程中包装袋破袋率控制

2023-03-23杨顺宝

中国氯碱 2023年2期

杨顺宝

（中盐内蒙古化工股份有限公司，内蒙古阿拉善 750336）

聚氯乙烯糊树脂属于聚氯乙烯树脂的一个分枝，以其高分散性的粉料用于糊料加工而得名。由于其成糊性能和分散性能良好，主要应用于PVC 树脂的软材料领域，适用于涂布、浸渍、喷涂、发泡等加工工艺，广泛应用于人造革、装饰材料、地板革、墙壁纸、工业用输送带、运动场地、涂料、粘合剂、玩具、医用一次性手套、日用装饰材料、电器仪表和电工工具等诸多领域。

中盐内蒙古化工股份有限公司采用微悬浮聚合法制备PVC 糊树脂，该工艺早在20 世纪60 年代中期已工业化。其流程是先将部分VCM（5%）用机械均化的方法制成稳定的乳状（粒径为1.0 μm 左右），然后进行聚合（必须选用油溶性的引发剂）。用这种方法生产的PVC 糊树脂的流动性优良，乳化剂用量少，树脂的热稳定性和抗水性均得到了改善。糊树脂成品为白色粉末，具有粒度小、黏度高及吸附性强的特性，所以对包装工序要求较高，目前国内大部分糊树脂生产企业均采用敞口或阀口的形式进行包装生产，中盐内蒙古化工股份有限公司现有的糊树脂包装设备大部分为敞口袋包装机。

1 敞口袋自动包装机工艺

哈博实敞口袋包装机的工艺流程简单，人工将包装袋放置在供袋盘上并完成上袋，包装袋套上称重装置的夹袋器后，成品料仓中的糊树脂经旋转阀、过渡料筒进入包装机料小仓内。小料仓中的成品物料在搅拌的作用下经螺旋给料器按重量要求输送到包装袋内。装完袋的成品糊树脂经立袋输送机、夹口整形机、热合封口机后进入倒袋输送机，倒袋后再经皮带输送机、弯道输送机、1#斜坡输送机、1#整形压平机、重量复检秤（重量不合格的成品糊树脂会被拣选机剔除，重量合格的物料打码喷印批号），最后由2#斜坡输送机输送至码垛单元。

进入码垛单元的成品糊树脂经振动输送机输送至2#整形压平机、经缓停输送机输机送至转位输送机。转位输送机按预定编组要求将物料转位，后经缓停输送机输送至编组机内，编组后的物料由推袋机构推送至分层机上等待码垛。在压袋机、侧整形、分层机和升降机的协调工作下，物料按要求被码放到托盘上，码垛完成的托盘由输送机送至规定位置，最后由叉车下线入库。

2 敞口袋包装机热合封口存在的问题

敞口袋自动包装是聚氯乙烯糊树脂定量包装中的一种，是当前国内相对比较流行的一种包装形式。中盐内蒙古化工股份有限公司采用哈尔滨博实自动化股份有限公司的敞口袋包装机，其封口方式为热合封口，采用FFS 重膜包装袋，在实际生产过程中出现了以下问题。

（1）封口质量不稳定

糊树脂成品封口质量的影响因素众多，比如外部环境温度的变化会影响封口质量，不同厂家的FFS 重膜包装袋表观密度不同也会影响封口质量的稳定性。

（2）倒运过程中破袋率偏高

现有包装机采用整形压平及人工观察方式检测破包，有些成品糊树脂能够正常通过整形压平机，但是经过多次倒运后会出现封口撕裂的情况。

（3）生产破袋率偏高，增加员工的劳动强度

在生产过程中，因热封机构故障或热封效果不佳，造成生产线破包较多，破包的成品糊树脂需要重新倒袋封口，不仅增加了员工的劳动强度，在手动热合过程中有可能出现夹手等事故，给生产造成安全隐患。

3 影响因素分析

成品糊树脂包装袋破袋率的影响因素主要有包装袋质量、环境温度、热封机构完好率、成品糊树脂的表观密度、操作人员的技术水平及破包管理方法等。各影响因素具体分析见图1。

图1 包装破袋率影响因素分析图

通过包装破袋率影响因素的详细分析，从实际生产出发，将加强人员培训、降低设备故障率、选择合适的包装袋厂家、制定合理封口管理办法、制定热封机构温控表及控制表观密度作为主要手段。

4 改进措施

4.1 选择合适的包装袋

目前中盐内蒙古化工股份有限公司使用的包装袋类型为FFS 重膜包装袋，该包装袋采用3 层共挤生产，外层由茂金属聚乙烯（MLLDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、抗静电剂、助挤出剂等组成；中间层由线性低密度聚乙烯（LLDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）和增白母料等组成；内层由茂金属聚乙烯（MLLDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、开口剂和助挤出剂等组成。生产工艺也相对简单，包括上料-塑化熔融-吹塑成型-冷却-牵引-收卷-放卷-电晕处理-印刷-压花-折边-收卷-制袋。

包装袋原料配比不同或工艺控制过程的差异会对包装袋的质量及适用性造成很大的影响，选择合适的包装袋对包装袋热合封口质量起着至关重要的作用。目前中盐内蒙古化工股份有限公司共有3 家包装袋供应商，为挑选出合适的包装袋，对3 家提供的包装袋在同等工况下进行了热封性能考核试验，试验结果见表1。

表1 同样工况下不同厂家包装袋的生产破袋率

4.2 针对性培训

个人的操作技术水平也会对包装袋的热封效果造成影响，公司针对热封质量问题对岗位员工做以下几个方面的培训并每月进行抽查，（1）热封机构基本操作及温控器调整；（2）热封机构故障后的问题判断及处理方法；（3）在日常巡检过程中如何快速发现热封机构异常；（4）热封机构的维护保养，降低设备故障率，培训结束后进行理论及实操考试验证。

4.3 热封机构的维护

热封机构的基本原理：成品糊树脂包装袋输送到封口机光电处时，光电检测到信号，反馈到PLC（可编程控制器），PLC（可编程控制器）收到信号后给热封夹持阀气缸电磁阀信号，气缸电磁阀打开，气源通过电磁阀进入到气缸，气缸开始工作，热封夹持阀夹紧同时温控器电流大小控制加热条升温，温度达到预设值时，加热器不再升温，到加热器预设加持时间后，电磁阀关闭，气缸回位，输送电机启动料袋送出。

在实际生产中，包装机热封机构故障集中表现为以下几个方面，（1）热封机构线路松动导致线路接触不良；（2）温控器误报故障；（3）两边的加热条及云母片错位，导致热封机构封口不齐；（4）云母片断裂，在内部叠加；（5）加热条上有异物导致导流性变差，容易造成包装袋封口处破损；（6）热封机绝缘套、压簧、绝缘板断裂或接铁及线圈氧化导致加热片短路或断路；（7）热封温度及加热时间设置不合理；（8）温度显示错误；（9）当前温度与加热温度相差过大；（10）接线错误、四氟布破损导致加热条之间直接接触，线圈安装角度不合适。

针对以上问题制定了以下维保计划，（1）每季度对热封机构进行全面检查并更换云母片；（2）每月对热封机构进行外部检查并更换聚四氟布；（3）每半月对热封机构进行电仪检查及时消除隐患；（4）每班开机前检查聚四氟布是否完好并开机试验热封效果。

4.4 建立专项管理办法

建立专项管理办法，车间各级人员遵循“目标统一，分级管控”的原则，采用明确分工、上下协同、专业配合的方式进行管理。具体包括（1）包装岗位员工开机前检查热封机构完好情况，并在正式包装前试封，试封情况在车间群通报，在上班期间持续跟踪检查；（2）班组长在上班期间对包装工序的所有热封机构进行检查与监督；（3）车间工艺技术员负责班组破包情况监督、检查，每天至少两次；（4）车间设备技术员每天至少两次包装机热封机构使用情况进行监督检查；（5）车间主任每天检查各层级人员的履职情况。

4.5 制定热封机构温控表

随着季节及昼夜变化，包装工序的室内温度、包装机温度、包装袋温度也会随之变化，所以固定温度不能满足实际生产需求，根据室温调整合适的热封温度十分必要，合适的温度能够避免封口过热或封口不严的情况出现，根据现场实际情况，制定了温控表，见表2。

表2 包装工序包装机热封机构温控表

4.6 控制表观密度

糊树脂成品表观密度过小，包装袋中料位就会过高。在热合封口阶段，包装袋会受到振动或挤压等外力，因料位过高，部分成品树脂在外力作用下被挤压至热合封口处，封口处的糊树脂粉尘会在很大程度上降低热合封口的质量。所以合适的表观密度对封口质量的影响至关重要，但是表观密度过大会影响糊树脂成品的吸油速率。结合实际，表观密度控制在0.30～0.35 g/mL 较为合适。

糊树脂表观密度的影响因素有糊树脂成品粒径分布、颗粒形状、粉末颗粒表面化学特性、颗粒之间的摩擦力、堆积过程受静电力、范德华力、粒子团聚、糊树脂成品温度、物料在料仓中的堆积时间、空气湿度等。其中糊树脂表观密度主要由二次粒子粒径分布、粒子间空隙、物料温度、堆积时间、物料堆积量及空气的湿度决定。上述指标控制，具体措施为，（1）通过调整研磨设备的研磨机构、筛分机构及物料输送风机频率控二次粒子的粒径，将Dv50 控制在2.5 μm左右；（2）调整进入成品袋滤器的压缩空气的温度，保证成品糊树脂料温，压缩空气温度要在一定的范围内，温度过高会影响成品袋滤器的部件的使用寿命，温度过低达不到控制温度的效果；（3）在研磨机进风口安装换热器也能起到调节料温的效果，但是进研磨机的温度不宜过高，温度过高会在研磨过程中形成塑化片；（4）根据实际生产，确定开、停机时间，保障物料堆积密度，避免成品料仓内长时间存料，同时也得保障成品料仓内有一定存料；（5）料仓内部的温湿度调节同样可以通过在物料输送风机进风位置加装换热器来进行调节，具体湿度根据设备所处环境情况来定；（6）冬季干燥后的物料表观密度大，输送过程中易架桥堵塞，须员工现场敲打疏通，避免架桥导致物料长时间堆积，积料时间长也影响产品质量。