编织袋生产工艺.doc

塑料编织袋生产工艺现状 塑料编织袋是指以聚丙烯、聚乙烯树脂为主要原料，经挤出、拉伸成扁丝，再经织造、制袋而成的产品。20世纪30年代，HJaeque通过对聚氯乙烯薄膜拉伸的研究，发明了生产切割纤维丝（扁丝）和裂膜纤维的新技术；上世纪50年代，OBRasmussen利用薄膜挤出方法、拉伸设备研制出了编织用纤维。1965年，欧洲开始工业化生产单向拉伸扁丝，用以生产工业包装用编织袋。我国自1966年开发出扁丝编织袋至今，产品发展迅速，已形成花色品种多样、规格尺寸齐全的系列产品，大量应用于工农业产品包装、建筑包装、食品包装等方面，品种质量已达到国外同类产品水平，在国际市场上具有一定竞争力。 2 塑料编织袋生产工艺 塑料编织袋基本生产流程如图1所示。 图1 塑料编织袋生产流程 塑料编织袋整套生产线包括：干燥搅拌机、拉丝机组、收卷机、圆织机、印刷机、裁袋机、缝包机。 2.1 原料配比工序 根据客户对品质的要求，可选用不同的原料配比。但如果是食品用，不允许使用回收料，填充母料添加不超过8%为宜。一般情况下，回收料最多宜加入30-40%1。填充母料添加量10-15%为宜，超过20-25%会造成扁丝相对拉断力低于国家标准GB/T8946要求。随着填充母料填充量的增加，扁丝的拉伸强度将逐渐降低；这是因为填充母料的主要成份是碳酸钙，少量的填充母料加入后，分散在聚烯烃高分子链的间隙中，对扁丝的拉伸强度影响不大，扁丝的刚度得到提高。当添加量超过20-25%时，填充母料过剩，占据高分子链的位置，从而阻碍高分子弹性变形，使得高分子链不能在纵向外力的作用下充分拉伸，影响高分子链的拉伸取向，导致扁丝强度、刚度明显下降，扁丝的相对拉断力低于国家标准GB/T8946中的规定2。 表1 广西华塑集团有限公司某化工包装产品主要原料配比表 序号 品名规格 配比（%） 厂家 1 PP T30S 55 中国石油大庆炼化分公司 2 PP 045粉料 27 广东茂名实华东城化工有限公司 3 填充母料0618 18 南宁绿鑫科技有限公司 注：成品拉力符合GB/T8946-1998塑料编织袋B型袋标准。 2.2 混料工序 新旧原料配混时，要特别注意混合的均匀性，同时应尽量选择熔融指数相近 的原料来配混。原料的熔融指数相差过大，则熔融温度相差大，在塑化挤出过程中不能同时塑化均匀，会严重影响拉伸，造成扁丝质量下降，同时断丝率、废品率高，甚至无法生产3。在混料过程中，还要留意原料的干燥时间和温度。广西华塑集团有限公司混料的情况为：搅拌功率37.5KW，投料125公斤，干燥时间约为20min，干燥温度约为100。 2.3 拉丝工序 拉丝工序是塑料编织袋生产中最关键的环节，它对编织袋的质量影响极其巨大。 2.3.1 拉丝工艺过程 拉丝工艺路线为：原料进入挤出机后，经过料筒加热和螺杆与机筒的相互剪切作用后，在几乎完全塑化的状态下成为熔融状，经过模头成型挤出成为薄膜，经过冷却，用刀片切割成胚丝，并经过烘箱被拉伸形成扁丝；扁丝经过热定型，在低牵引速度的情况下收缩，并在低温下进行处理，最后经收卷系统收卷成型。 拉丝工艺方法的成膜方法有管膜法、平膜法两种，目前使用较多的是平膜法；成膜后的冷却方式有空冷、水冷和间冷，目前使用较多的是水冷方式；牵伸加热方式有热板、热辊、热风，目前使用较多的是热板方式；收卷成型有集中摆线卷绕、单锭力矩电机卷绕、磁力矩卷绕和凸轮组合式节能卷绕机，目前使用较多的是凸轮组合式节能卷绕机。 目前，应用较多的塑料编织袋拉丝生产工艺如图2所示。 图2 塑料编织袋拉丝生产工艺 2.3.2 拉丝工艺技术指标 在拉丝工艺中，挤出机组各关键部位的温度；牵伸过程的牵引比、吹胀比（限管膜）、牵伸比及回缩比；加热过程的热处理定型以及卷绕过程中的成型，这些都对扁丝的质量有着很大的影响4。 表2 部分拉丝工艺参数与扁丝相关物理量之间的关系 工艺参数 强度 断裂伸长率 热收缩率 纵向龟裂 刚性 强度（表横向1） 增加拉伸比 增大 减小 减小 增大 增大 增大（表横向2） 提高拉伸温度 减小 增大 减小 增大 增大 减小 提高拉伸速度 增大 减小 增大 增大 无变化 增大 增加热定型张力、时间和温度 增大 减小 减小 增大 增大 增大 在生产中，挤出机料筒温度、三通及模头的温度偏差范围一般在10；超 出常规工艺，需重新定工艺指标，并测试成品丝的拉力、伸长率情况。冷却过程中，全新料温度为5010，100%回收料为7010。 如PP塑料编织袋水冷过程中，冷却水温过低，薄膜发脆，易产生裂纹，拉伸时断丝率高，膜片发硬，有皱褶时通过分丝刀具易断丝；冷却水温高时，膜出水柔软，容易展平；如果冷却水温继续升高，晶体成长过大，拉伸后易出现竹节丝1。 牵引比是挤出膜牵引速度与从膜口挤出速度之比。通过控制牵引比，使膜在牵引方向上略有取向作用。一般情况下，牵引比保持在1：4-8为宜，常用的为1：6.0-6.5。 吹胀比是指吹塑时管膜吹出的膜泡直径和原来的模口直径的比。从理论上看，吹胀比越大，则薄膜的横向拉伸定向作用越好，拉伸强度越好，但实际生产中不能太高，以免引起蛇形摆动，均匀程度下降，膜厚不等，出现皱褶等。一般情况下，吹胀比控制在2.0-3.5之间，最大不超过8为宜。 牵伸比也称牵伸倍数（拉伸比），是指扁丝牵伸时单位长度分割丝（坯丝）所牵伸的长度倍数，或者描述为牵伸（二牵）速度与牵引（一牵）速度的比值。牵伸比是拉丝生产中最重要的工艺指标。扁丝的牵伸是在熔点温度以下进行的单向拉伸，拉伸过程是取向过程，以便扁丝获得高强度和其他物理机械性能。一般情况下，牵伸比控制在4-7倍，特殊需要的扁丝，牵伸比可达11倍。 回缩比（或定型比）是指扁丝牵出速度和牵引速度的比值。牵出速度要低于牵引速度，以便给扁丝二次加热定型一个回缩量，使扁丝内应力消除，获得较强的拉力和优良的伸长率。一般情况下，回缩比在0.96-0.99之间。 平膜拉丝工艺中牵引比、牵伸比及回缩比由速比齿轮控制。在实际生产中，对于回收料而言，温度、速度、牵引比及牵伸比都要比新料低或者小5。 表3 拉丝部分生产工艺技术指标 主机频 率（HZ） 拉伸频 率（HZ） 收卷速度 （r/min） 主机温度（） 三通温 度（） 模头温 度（） 热拉伸 速度 热定型温 度（） 水温 （） 435 315 1000100 220 230 240 250 250 240 200 3-7档 100 50 注：1、该产品为广西华塑集团有限公司食品包装用产品，产品符合GB/T8946-1998塑料编织袋B型袋标准；2、拉丝机组为浙江通用包装机械厂制造。 2.4 编织工序 编织工序是将成卷的扁丝通过圆织机将经、纬纱编织成布的工艺过程。 2.4.1 编织工艺过程 塑料编织袋的编织工艺为：挂纱-穿纱-开机-提升-收卷-卸卷。首先，从经纱架上的每排纱锭下引出经纱，经纱架瓷孔-第一长竖形板-压线辊-送经导辊-导丝辊-第二长竖形板-导丝辊-瓷孔-张力杆-棕丝-圆钢扣-定经环-预留布基。把纬纱装入梭库中，开动机器后，在梭子推动装置的推动下使梭子做圆周运动，在经纱 供应系统与梭子推动装置的紧密配合下编织成圆筒型平织物。编织物被织机顶部的牵引装置向上牵引，经过导向辊以后，被经纱架后的收卷装置缠绕，当缠绕卷直径达1.2米左右时，进行卸卷，送至下道工序（一般24小时下布一次）。 编织过程中影响质量的因素有尺码环、经纬密度变换齿轮、排纱。尺码环是否标准直接影响到胚布的宽度是否符合标准，一般要求尺码环的周长与标准布宽乘以2的误差在3mm内；经纬密度主要由变换齿轮所控制，特别是纬线不同的布面所需的变换齿轮不一样，最终以每100mm内线的根数为衡量标准。排纱需均匀，排纱不均，或交叉、缠绕纱多，造成布面收缩、折皱不美观，并产生大量废品。 2.4.2 编织工艺技术指标 2.4.2.1 编织密度 编织密度是指100mm100mm编织物内经、纬纱的根数。国家标准中规定了编织密度和密度公差。常用的编织布密度是3636根/10cm、4040根/10cm、4848根/10cm。 2.4.2.2 编织布单位面积质量 编织布的单位面积重量是以平方米克重数来表示的，是编织布的一项重要技术指标。平方米克重数主要取决于经纬密度和扁丝的厚度，影响编织布的拉伸强度、载荷能力，是生产企业控制成本的一个主要环节。 2.4.2.3 编织布拉伸负荷 对于编织布，可承受经、纬向两个方向的拉伸负荷，称经向、纬向拉伸负荷。 2.4.2.4 幅宽 各种编织布幅宽直接影响制袋工序。对于筒布，用折经表示幅宽；折经等于圆周长的一半。 2.4.2.5 手感 PP扁丝编织物手感较厚实、挺阔、粗硬；HDPE扁丝编织物手感较软、润滑、不致密；在PP扁丝料中添加钙质母料，手感挺阔；PP中少加HDPE会使其柔软。扁丝窄，则编织的平、手感柔软；扁丝宽，则编织布时折叠丝多、手感粗糙。 2.5 印切 将上道工序生产的合格编织布通过印刷机在编织布上印制产品相关信息，然后裁袋机（切割机）裁切为符合客户需要的大小。 切边不允许出现散边，国家标准没有规定对印刷的要求。企业要根据用户要求制定企业印刷标准，同时要考虑自身印刷设备种类、印刷油墨种类及印刷能力等。由于大部分企业采用凸版印刷，可以参照凸版印刷的相关标准和要求制定企业印刷标准。在食品用塑料编织袋的生产中，要特别注意对油墨的溶剂残留量的控制，优先选用水性油墨，其次为双苯酚组分的产品，尽量减少溶剂残留量。2.6 缝纫 将裁切好的编织布，用缝包机（缝纫机）制成塑料编织袋。 在国家标准GB/T8946中，明确了缝边向和缝底向的拉伸负荷。影响缝合强度的主要因素是缝合线的品种和型号、针距大小、线迹、卷边或折边缝合线到袋边的尺寸、切断方式等。缝合用的缝纫线按国家标准GB/T6836-2007执行。 塑料编织袋的缝纫方法目前有两种：一种是民用缝纫机的缝纫法，另一种是工业缝纫机的缝纫法。采用民用缝纫机缝纫，针距较小，在2-5mm之间；用工业缝纫机缝纫塑料编织袋，针距较大，一般在6-13mm之间6。不同针距对塑料编织袋缝向强度和跌落性能的影响6如表4所示。 表4 不同针距对塑料编织袋缝向强度和跌落性能的影响 缝纫方法 针距L (mm) 塑料编织袋的情况 缝向强度能否达到标准要求 跌落强度能否达到标准要求 民用缝纫机 L3 针数较多，塑料扁丝纤维被严重损伤 否 难以达到 3L4 扁丝纤维受到损伤较小 否 难以达到 工业缝纫机 L6 用线量明量增加，使成本提高。若针距过小，扁丝受到损伤增加 能 能 6L10 针距过大，外力作用时有些扁丝从针距的空挡中脱出而线未断 难以