聚氯乙烯糊樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程中包裝袋破袋率控制

楊順寶

（中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336）

聚氯乙烯糊樹(shù)脂屬于聚氯乙烯樹(shù)脂的一個(gè)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，主要應(yīng)用于PVC 樹(shù)脂的軟材料領(lǐng)域，適用于涂布、浸漬、噴涂、發(fā)泡等加工工藝，廣泛應(yīng)用于人造革、裝飾材料、地板革、墻壁紙、工業(yè)用輸送帶、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、涂料、粘合劑、玩具、醫(yī)用一次性手套、日用裝飾材料、電器儀表和電工工具等諸多領(lǐng)域。

中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司采用微懸浮聚合法制備PVC 糊樹(shù)脂，該工藝早在20 世紀(jì)60 年代中期已工業(yè)化。 其流程是先將部分VCM（5%）用機(jī)械均化的方法制成穩(wěn)定的乳狀（粒徑為1.0 μm 左右），然后進(jìn)行聚合（必須選用油溶性的引發(fā)劑）。 用這種方法生產(chǎn)的PVC 糊樹(shù)脂的流動(dòng)性優(yōu)良，乳化劑用量少，樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和抗水性均得到了改善。糊樹(shù)脂成品為白色粉末，具有粒度小、黏度高及吸附性強(qiáng)的特性，所以對(duì)包裝工序要求較高，目前國(guó)內(nèi)大部分糊樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)均采用敞口或閥口的形式進(jìn)行包裝生產(chǎn)， 中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司現(xiàn)有的糊樹(shù)脂包裝設(shè)備大部分為敞口袋包裝機(jī)。

1 敞口袋自動(dòng)包裝機(jī)工藝

哈博實(shí)敞口袋包裝機(jī)的工藝流程簡(jiǎn)單， 人工將包裝袋放置在供袋盤(pán)上并完成上袋， 包裝袋套上稱(chēng)重裝置的夾袋器后，成品料倉(cāng)中的糊樹(shù)脂經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥、過(guò)渡料筒進(jìn)入包裝機(jī)料小倉(cāng)內(nèi)。 小料倉(cāng)中的成品物料在攪拌的作用下經(jīng)螺旋給料器按重量要求輸送到包裝袋內(nèi)。裝完袋的成品糊樹(shù)脂經(jīng)立袋輸送機(jī)、夾口整形機(jī)、熱合封口機(jī)后進(jìn)入倒袋輸送機(jī)，倒袋后再經(jīng)皮帶輸送機(jī)、彎道輸送機(jī)、1#斜坡輸送機(jī)、1#整形壓平機(jī)、重量復(fù)檢秤（重量不合格的成品糊樹(shù)脂會(huì)被揀選機(jī)剔除，重量合格的物料打碼噴印批號(hào)），最后由2#斜坡輸送機(jī)輸送至碼垛單元。

進(jìn)入碼垛單元的成品糊樹(shù)脂經(jīng)振動(dòng)輸送機(jī)輸送至2#整形壓平機(jī)、經(jīng)緩?fù)］斔蜋C(jī)輸機(jī)送至轉(zhuǎn)位輸送機(jī)。轉(zhuǎn)位輸送機(jī)按預(yù)定編組要求將物料轉(zhuǎn)位，后經(jīng)緩?fù)］斔蜋C(jī)輸送至編組機(jī)內(nèi)， 編組后的物料由推袋機(jī)構(gòu)推送至分層機(jī)上等待碼垛。 在壓袋機(jī)、側(cè)整形、分層機(jī)和升降機(jī)的協(xié)調(diào)工作下， 物料按要求被碼放到托盤(pán)上，碼垛完成的托盤(pán)由輸送機(jī)送至規(guī)定位置，最后由叉車(chē)下線入庫(kù)。

2 敞口袋包裝機(jī)熱合封口存在的問(wèn)題

敞口袋自動(dòng)包裝是聚氯乙烯糊樹(shù)脂定量包裝中的一種，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)相對(duì)比較流行的一種包裝形式。中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司采用哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司的敞口袋包裝機(jī)， 其封口方式為熱合封口，采用FFS 重膜包裝袋，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了以下問(wèn)題。

（1）封口質(zhì)量不穩(wěn)定

糊樹(shù)脂成品封口質(zhì)量的影響因素眾多， 比如外部環(huán)境溫度的變化會(huì)影響封口質(zhì)量， 不同廠家的FFS 重膜包裝袋表觀密度不同也會(huì)影響封口質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）倒運(yùn)過(guò)程中破袋率偏高

現(xiàn)有包裝機(jī)采用整形壓平及人工觀察方式檢測(cè)破包，有些成品糊樹(shù)脂能夠正常通過(guò)整形壓平機(jī)，但是經(jīng)過(guò)多次倒運(yùn)后會(huì)出現(xiàn)封口撕裂的情況。

（3）生產(chǎn)破袋率偏高，增加員工的勞動(dòng)強(qiáng)度

在生產(chǎn)過(guò)程中， 因熱封機(jī)構(gòu)故障或熱封效果不佳，造成生產(chǎn)線破包較多，破包的成品糊樹(shù)脂需要重新倒袋封口，不僅增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，在手動(dòng)熱合過(guò)程中有可能出現(xiàn)夾手等事故， 給生產(chǎn)造成安全隱患。

3 影響因素分析

成品糊樹(shù)脂包裝袋破袋率的影響因素主要有包裝袋質(zhì)量、環(huán)境溫度、熱封機(jī)構(gòu)完好率、成品糊樹(shù)脂的表觀密度、 操作人員的技術(shù)水平及破包管理方法等。 各影響因素具體分析見(jiàn)圖1。

圖1 包裝破袋率影響因素分析圖

通過(guò)包裝破袋率影響因素的詳細(xì)分析， 從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，將加強(qiáng)人員培訓(xùn)、降低設(shè)備故障率、選擇合適的包裝袋廠家、制定合理封口管理辦法、制定熱封機(jī)構(gòu)溫控表及控制表觀密度作為主要手段。

4 改進(jìn)措施

4.1 選擇合適的包裝袋

目前中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司使用的包裝袋類(lèi)型為FFS 重膜包裝袋，該包裝袋采用3 層共擠生產(chǎn)，外層由茂金屬聚乙烯（MLLDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、抗靜電劑、助擠出劑等組成；中間層由線性低密度聚乙烯 （LLDPE）、 低密度聚乙烯（LDPE）和增白母料等組成；內(nèi)層由茂金屬聚乙烯（MLLDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、開(kāi)口劑和助擠出劑等組成。 生產(chǎn)工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，包括上料-塑化熔融-吹塑成型-冷卻-牽引-收卷-放卷-電暈處理-印刷-壓花-折邊-收卷-制袋。

包裝袋原料配比不同或工藝控制過(guò)程的差異會(huì)對(duì)包裝袋的質(zhì)量及適用性造成很大的影響， 選擇合適的包裝袋對(duì)包裝袋熱合封口質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。 目前中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司共有3 家包裝袋供應(yīng)商，為挑選出合適的包裝袋，對(duì)3 家提供的包裝袋在同等工況下進(jìn)行了熱封性能考核試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 同樣工況下不同廠家包裝袋的生產(chǎn)破袋率

4.2 針對(duì)性培訓(xùn)

個(gè)人的操作技術(shù)水平也會(huì)對(duì)包裝袋的熱封效果造成影響， 公司針對(duì)熱封質(zhì)量問(wèn)題對(duì)崗位員工做以下幾個(gè)方面的培訓(xùn)并每月進(jìn)行抽查，（1）熱封機(jī)構(gòu)基本操作及溫控器調(diào)整；（2）熱封機(jī)構(gòu)故障后的問(wèn)題判斷及處理方法；（3）在日常巡檢過(guò)程中如何快速發(fā)現(xiàn)熱封機(jī)構(gòu)異常；（4）熱封機(jī)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)，降低設(shè)備故障率，培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行理論及實(shí)操考試驗(yàn)證。

4.3 熱封機(jī)構(gòu)的維護(hù)

熱封機(jī)構(gòu)的基本原理： 成品糊樹(shù)脂包裝袋輸送到封口機(jī)光電處時(shí)， 光電檢測(cè)到信號(hào)， 反饋到PLC（可編程控制器），PLC（可編程控制器）收到信號(hào)后給熱封夾持閥氣缸電磁閥信號(hào)，氣缸電磁閥打開(kāi)，氣源通過(guò)電磁閥進(jìn)入到氣缸，氣缸開(kāi)始工作，熱封夾持閥夾緊同時(shí)溫控器電流大小控制加熱條升溫， 溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，加熱器不再升溫，到加熱器預(yù)設(shè)加持時(shí)間后，電磁閥關(guān)閉，氣缸回位，輸送電機(jī)啟動(dòng)料袋送出。

在實(shí)際生產(chǎn)中， 包裝機(jī)熱封機(jī)構(gòu)故障集中表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面，（1）熱封機(jī)構(gòu)線路松動(dòng)導(dǎo)致線路接觸不良；（2）溫控器誤報(bào)故障；（3）兩邊的加熱條及云母片錯(cuò)位，導(dǎo)致熱封機(jī)構(gòu)封口不齊；（4）云母片斷裂，在內(nèi)部疊加；（5）加熱條上有異物導(dǎo)致導(dǎo)流性變差，容易造成包裝袋封口處破損；（6）熱封機(jī)絕緣套、壓簧、 絕緣板斷裂或接鐵及線圈氧化導(dǎo)致加熱片短路或斷路；（7）熱封溫度及加熱時(shí)間設(shè)置不合理；（8）溫度顯示錯(cuò)誤；（9） 當(dāng)前溫度與加熱溫度相差過(guò)大；（10）接線錯(cuò)誤、四氟布破損導(dǎo)致加熱條之間直接接觸，線圈安裝角度不合適。

針對(duì)以上問(wèn)題制定了以下維保計(jì)劃，（1）每季度對(duì)熱封機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面檢查并更換云母片；（2）每月對(duì)熱封機(jī)構(gòu)進(jìn)行外部檢查并更換聚四氟布；（3）每半月對(duì)熱封機(jī)構(gòu)進(jìn)行電儀檢查及時(shí)消除隱患；（4）每班開(kāi)機(jī)前檢查聚四氟布是否完好并開(kāi)機(jī)試驗(yàn)熱封效果。

4.4 建立專(zhuān)項(xiàng)管理辦法

建立專(zhuān)項(xiàng)管理辦法，車(chē)間各級(jí)人員遵循“目標(biāo)統(tǒng)一，分級(jí)管控”的原則，采用明確分工、上下協(xié)同、專(zhuān)業(yè)配合的方式進(jìn)行管理。具體包括（1）包裝崗位員工開(kāi)機(jī)前檢查熱封機(jī)構(gòu)完好情況， 并在正式包裝前試封，試封情況在車(chē)間群通報(bào)，在上班期間持續(xù)跟蹤檢查；（2）班組長(zhǎng)在上班期間對(duì)包裝工序的所有熱封機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查與監(jiān)督；（3）車(chē)間工藝技術(shù)員負(fù)責(zé)班組破包情況監(jiān)督、檢查，每天至少兩次；（4）車(chē)間設(shè)備技術(shù)員每天至少兩次包裝機(jī)熱封機(jī)構(gòu)使用情況進(jìn)行監(jiān)督檢查；（5）車(chē)間主任每天檢查各層級(jí)人員的履職情況。

4.5 制定熱封機(jī)構(gòu)溫控表

隨著季節(jié)及晝夜變化，包裝工序的室內(nèi)溫度、包裝機(jī)溫度、包裝袋溫度也會(huì)隨之變化，所以固定溫度不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求， 根據(jù)室溫調(diào)整合適的熱封溫度十分必要， 合適的溫度能夠避免封口過(guò)熱或封口不嚴(yán)的情況出現(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定了溫控表，見(jiàn)表2。

表2 包裝工序包裝機(jī)熱封機(jī)構(gòu)溫控表

4.6 控制表觀密度

糊樹(shù)脂成品表觀密度過(guò)小， 包裝袋中料位就會(huì)過(guò)高。在熱合封口階段，包裝袋會(huì)受到振動(dòng)或擠壓等外力，因料位過(guò)高，部分成品樹(shù)脂在外力作用下被擠壓至熱合封口處， 封口處的糊樹(shù)脂粉塵會(huì)在很大程度上降低熱合封口的質(zhì)量。 所以合適的表觀密度對(duì)封口質(zhì)量的影響至關(guān)重要， 但是表觀密度過(guò)大會(huì)影響糊樹(shù)脂成品的吸油速率。結(jié)合實(shí)際，表觀密度控制在0.30～0.35 g/mL 較為合適。

糊樹(shù)脂表觀密度的影響因素有糊樹(shù)脂成品粒徑分布、顆粒形狀、粉末顆粒表面化學(xué)特性、顆粒之間的摩擦力、堆積過(guò)程受靜電力、范德華力、粒子團(tuán)聚、糊樹(shù)脂成品溫度、物料在料倉(cāng)中的堆積時(shí)間、空氣濕度等。 其中糊樹(shù)脂表觀密度主要由二次粒子粒徑分布、粒子間空隙、物料溫度、堆積時(shí)間、物料堆積量及空氣的濕度決定。上述指標(biāo)控制，具體措施為，（1）通過(guò)調(diào)整研磨設(shè)備的研磨機(jī)構(gòu)、 篩分機(jī)構(gòu)及物料輸送風(fēng)機(jī)頻率控二次粒子的粒徑，將Dv50 控制在2.5 μm左右；（2）調(diào)整進(jìn)入成品袋濾器的壓縮空氣的溫度，保證成品糊樹(shù)脂料溫， 壓縮空氣溫度要在一定的范圍內(nèi)， 溫度過(guò)高會(huì)影響成品袋濾器的部件的使用壽命，溫度過(guò)低達(dá)不到控制溫度的效果；（3）在研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)口安裝換熱器也能起到調(diào)節(jié)料溫的效果， 但是進(jìn)研磨機(jī)的溫度不宜過(guò)高， 溫度過(guò)高會(huì)在研磨過(guò)程中形成塑化片；（4）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)，確定開(kāi)、停機(jī)時(shí)間， 保障物料堆積密度， 避免成品料倉(cāng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間存料，同時(shí)也得保障成品料倉(cāng)內(nèi)有一定存料；（5）料倉(cāng)內(nèi)部的溫濕度調(diào)節(jié)同樣可以通過(guò)在物料輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)位置加裝換熱器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 具體濕度根據(jù)設(shè)備所處環(huán)境情況來(lái)定；（6）冬季干燥后的物料表觀密度大，輸送過(guò)程中易架橋堵塞，須員工現(xiàn)場(chǎng)敲打疏通，避免架橋?qū)е挛锪祥L(zhǎng)時(shí)間堆積， 積料時(shí)間長(zhǎng)也影響產(chǎn)品質(zhì)量。

5 改造效果

對(duì)改造前、 后包裝破袋率的數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集整理，并對(duì)數(shù)據(jù)趨勢(shì)及過(guò)程進(jìn)行了分析，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表3～表5。

表3 2021年1-9月裝車(chē)破包數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表4 2022年1-9月裝車(chē)破包數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表5 2022年1-9月生產(chǎn)破包數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

由以上圖表可以看出， 自以上措施執(zhí)行后裝車(chē)破袋率及生產(chǎn)破袋率有明顯下降并呈持續(xù)下降趨勢(shì)。 包裝袋破包率的下降不僅能夠控制成本， 還能有效提高客戶滿意度。

6 結(jié)論

糊樹(shù)脂包裝敞口包裝袋破袋率的影響因素眾多，特別是與人員操作水平、設(shè)備完好情況、包裝袋的質(zhì)量、 合適的封口溫度及表觀密度等幾個(gè)方面有較大關(guān)系，做好以下幾點(diǎn)是破包控制的關(guān)鍵。

（1）選擇合適的包裝袋。包裝袋的適用性是控制破包的基礎(chǔ)， 在批量使用前通過(guò)試驗(yàn)挑選出最合適的包裝袋十分重要。

（2）提高員工的操作水平。 在實(shí)際生產(chǎn)中，水平較高的員工能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的異常情況且能快速解決問(wèn)題。

（3）降低設(shè)備故障率。 必須按照班、周、月、季度制定不同維保及檢查計(jì)劃， 通過(guò)日常維保降低設(shè)備故障率。

（4）根據(jù)需求及設(shè)備現(xiàn)狀建立專(zhuān)項(xiàng)管理辦法。通過(guò)相應(yīng)的管理手段督促各層級(jí)人員履職，共同參與，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（5）保持糊樹(shù)脂合適的表觀密度。

（6）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定包裝機(jī)熱封機(jī)構(gòu)溫控表。