CN112706431B - 一种降低abs不良品发生率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种评价方法及控制晶点的措施，特别是涉及一种降低ABS不良品发生率的方法。该方法通过晶点扫描光学处理统计软件自动记录单位圆面积的晶点尺寸等级数量，采用成型工艺将ABS样品做成ABS成品2‑100件，观察每组ABS成品是否满足晶点要求，最后确定每组产品的不良产品率，选择不良品率最小的一组ABS样品，其晶点尺寸等级和对应的晶点数量确定为晶点控制指标，绘制不同单位圆面积的晶点尺寸等级数量与过滤器压差的关系曲线，选取曲线最低点对应的过滤器压差为最佳过滤器压差值，并确定最佳压差范围。本发明不仅提高了晶点测试的准确度，能够在不影响生产装置及原料供给情况下，保证下游加工对晶点的要求，极大降低了不良品的发生率，具有长期适用性。

Description

一种降低ABS不良品发生率的方法
技术领域
本发明涉及一种评价方法及控制晶点的措施，特别是涉及一种降低ABS不良品发生率的方法。
背景技术
ABS树脂是五大合成树脂之一，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，生产工艺主要分为本体法及乳液法，通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS的成型加工工艺分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等。
晶点问题一直是ABS树脂制品加工中的不可忽视的问题，主要是对产品的性能和外观造成影响，从而造成质量投诉。晶点一般是不能分解的过度聚合物。当以ABS为原料生产时，ABS当中的某种尺寸的晶点将会导致后续板材成型工艺中造成产品表面凸出，影响性能和外观，造成不良品的产生，进而造成经济损失。因为晶点所造成不良品是一项较大比例的损耗，所以是下游加工厂最常见，最重要也最难以解决的问题。
为了检测塑料中凝胶颗粒的大小和含量,GB6595-86(聚丙烯树脂鱼眼测试方法)公布了一种将聚丙烯塑料制成一定面积的薄膜，然后对“鱼眼”(晶点)进行人工目视区分大小计数，并以此对聚丙烯树脂中的凝胶颗粒大小及个数进行评估的方法。
生产装置和下游加工过程中涉及现有技术是使用较细的滤网滤除大部份聚合物中的原生晶点，或者滤除设备螺杆部位因聚合物粘滞于钢铁表面所造成的晶点，但问题是较细滤网导致设备背压提高，严重影响生产负荷。GB6595-86标准只针对聚丙烯树脂的鱼眼检测，对其他的树脂没有进行规定要求，同时制作薄膜后采用投影仪进行人工计数，存在计数误差大，尺寸等级不明确，难以进行大批量长时间多次检测。
中国专利CN102233662公开了热塑性树脂产品中凝胶颗粒的检测方法及装置。该方法用于对热塑性树脂中凝胶颗粒的检测，将热塑性树脂熔融挤出后进行抽丝，通过对丝的直径变化的数据进行检测和计数，得出单位体积或单位质量的树脂中不同大小凝胶颗粒的个数。CN102233662专利公开的检测方法，存在如下缺点：第一，不适用所有的热塑性树脂产品，对于部分高熔指牌号的均聚物产品可以进行抽丝拉丝，但未考虑部分低熔指牌号的三元共聚物等，其由于分子链缠绕程度剧烈存在出丝较慢，同时离模膨胀，无法准确达到理想直径，拉丝的直径存在一定范围，对于更小尺寸的晶点颗粒无法进行检测，不能满足对指标较严的检验要求。第二，拉丝过程中存在聚合物纵向拉伸，会造成丝粗细不能保持一致，又考虑到丝为近似圆柱体，粗细不均匀会导致有晶点重合进而影响检测系统的灵敏性准确性，检测具有局限性，例如，一个大尺寸晶点和一个中尺寸晶点重合，只能检测大尺寸晶点或叠加后更大的虚假尺寸晶点。或多个小尺寸晶点重合，只能检测一种尺寸晶点或叠加后更大的虚假尺寸晶点。
上述技术均没有结合下游加工厂加工需求(热成型、注塑成型等一种或多种需求)和生产装置运行工况对ABS树脂提出一种相应的评价方法及控制晶点的措施。
发明内容
(一)本发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低ABS不良品发生率的方法，结合下游加工厂加工需求和生产装置运行工况，采用对不同物性的ABS树脂进行晶点检测，控制生产装置成品晶点数量，能够在保证生产装置工况下，提供下游加工厂满意的成品，降低不良品发生率。
(二)本发明所采用的技术方案
本发明根据ABS不同物性特点，通过单螺杆挤出机、牵引辊等参数控制，制作均匀的一定厚度(10微米到100微米之间的某一厚度)的薄膜，从发射光源处和接收光源处之间纵向通过，通过晶点对光的折射程度软件自动记录相关数据并计算晶点尺寸等级。通过测试，筛选出不同尺寸等级的样品进行下游加工测试，结合下游加工需要确定为能够减少不良品产生的某晶点尺寸范围(一种或多种)，参考该范围建立评价控制指标。同时，生产装置按照该晶点评价控制指标进行批次筛选。考虑生产原料和装置负荷保持不变，通过对反应器前过滤器压差变化情况，建立不同压差对应的不同晶点尺寸范围的关系曲线，确定过滤器压差最佳范围(10-145kpa之间的某段范围)，当在其最佳范围时开始筛选物料，对晶点尺寸符合晶点评价指标的物料进行切仓，单独批号处理，定制化包装，移交下游加工厂进行加工，极大保障产品质量，减少不良品产生。
本发明采用螺杆挤出机制备测试用薄膜，通过5个区的加热，能够保证不同物性的ABS树脂均能充分的熔融和搅拌，适用模具挤出片状物料，采用风刀冷却，通过牵引辊牵引形成薄膜。本发明涉及，通过采用温度控制和牵引控制以及风刀风量调节，不同物性的ABS树脂在不同时间下均能制作成均匀、固定厚度(10微米到100微米之间的某一厚度)的薄膜。采用该方法能够适用ABS等其他低熔指牌号的热塑性树脂；采用固定均匀厚度薄膜，能够消除粗细不均，晶点重合等问题。
本发明采用相关的光学原理，薄膜在光源(发射光源处)和照相机(接收光源处)之间被光源透射，由于晶点对光有折射作用，从而削减透过薄膜后抵达照相机的光强度。通过软件计算透射光强度，生成检测晶点的数码画面，模拟单位圆直径计算面积进行处理分类。采用该方法使用软件计算，自动识别晶点个数及面积，做到晶点尺寸分级程度。该方法极大消除误差，做到准确无误，并大大提高使用效率。
本发明一种降低ABS不良品发生率的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、称取ABS树脂样品1kg-10kg放入料斗，再将ABS树脂样品由双螺杆挤出机挤出，得到ABS熔融片状物料；
设定双螺杆挤出机各段螺筒加热温度参数：一段170-300℃，二段170-270℃，三段130-280℃，四段170-270℃，五段130-270℃，螺杆挤出转数参数0-140r/min，开始挤出ABS熔融片状物料。工艺参数设定，能够保证扭矩不波动，长时间稳定出料；
步骤2、设置牵引辊加热温度、模头出口缝隙与牵引辊最外侧间隔、牵引辊速率，风刀出风角度、风量压力，采用风刀对准ABS熔融片状物料，ABS熔融片状物料通过牵引辊牵引形成ABS薄膜，保证出膜固定厚度在10微米到100微米之间；
牵引辊加热温度为30-100℃，模头出口缝隙与牵引辊最外侧间隔为0.5-10mm且均为0.5-10mm，牵引辊速率为0-45m/min，风刀出风角度为0-70°对准挤出片状物料，风量压力为0-2mpa，工艺参数设定，保证出膜均匀，固定厚度，膜厚在10微米到100微米之间的某一厚度。
步骤3、ABS薄膜从晶点扫描仪的发射可见光源设备和接收光源设备之间纵向通过，通过晶点扫描仪内嵌的晶点扫描光学处理统计软件计算透射光强度，通过入射光、反射光对ABS薄膜折射角度变化程度，经过数据处理模拟生成检测晶点的数码画面，通过微积分计算单位圆面积，然后晶点扫描光学处理统计软件自动记录单位圆面积的晶点尺寸等级数量；连续测量1-8次，数据取平均值。
步骤4、制定晶点要求，即确定ABS样品的晶点尺寸等级以及每个尺寸等级下的不同晶点尺寸数量，重复步骤1至步骤3，得到不同晶点尺寸等级下的不同晶点尺寸数量的2-10组ABS样品，下游加工厂对每组ABS样品都进行测评，采用成型工艺做成ABS成品2-100件，观察每组ABS成品是否满足晶点要求，最后确定每组产品的不良产品率。
在本发明中，ABS样品的晶点尺寸等级即单位圆半径，半径<100μm单位圆面积内晶点数在200～1000个之间，半径100μm～200μm之间的单位圆面积内的晶点数在200～1000个之间，200μm～300μm晶点数在10～500个之间，300μm～400μm晶点数在10～300个之间，400μm～500μm晶点数在10～200个之间，500μm～600μm晶点数在1～50个之间，600μm～700μm晶点数在1～50个之间，700μm～800μm晶点数在1～20个之间，>800μm晶点数在1～20个之间。
在本发明中，成型工艺为注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、旋转成型、吸塑成型、模压成型、压延成型、层压成型、冷压成型、热成型中的一种或多种。
步骤5、选择不良品率最小的一组ABS样品，其晶点尺寸等级和对应的晶点数量确定为晶点控制指标；
步骤6、在本体ABS生产装置过滤器压差在10-300kpa范围内，每间隔10-30kpa压差取样1-10次，再通过步骤1至步骤3测试单位圆面积内晶点尺寸等级数量，绘制不同单位圆面积的晶点尺寸等级数量与过滤器压差的关系曲线，然后对比晶点控制指标，选取曲线最低点对应的过滤器压差为最佳过滤器压差值，并确定最佳压差范围。在今后生产操作中观察本体ABS生产装置过滤器压差值，当过滤器压差在最佳压差值左右范围时进行切仓，筛选ABS物料并单独包装成品。下游加工厂使用筛选出的符合晶点控制指标的ABS物料，能够极大降低ABS不良品发生率。
当本体ABS生产装置过滤器超过300kpa时要进行更换一次过滤器滤网，以保证生产稳定。
本发明在此基础上提出一种晶点评价方法，即通过下游加工厂确定为能够减少不良品产生的某晶点尺寸的范围(一种或多种)，建立晶点控制指标，然后根据过滤器压差与晶点尺寸建立数据对应关系，筛选后再通过测试确定过滤器对晶点影响的最佳压差值，进而提出一种控制晶点的措施，即当筛选过滤器压差在该最佳范围(10-145kpa之间的某段范围)时进行切仓，对晶点尺寸符合晶点评价指标的物料进行单独批号处理，定制化包装，移交下游加工厂进行加工。该方法紧密结合下游加工厂加工需求和生产装置运行工况，能够解决实际生产问题及瓶颈。
技术效果
为降低ABS不良品发生率，该发明创新研制出一种评价方法及控制晶点的措施，这种评价方法是通过结合下游加工厂加工需要并采用光源对螺杆机制备的薄膜中不同尺寸晶点的不同折射率进行晶点检测方法测定不同过滤器压差时的晶点情况，在确定的最佳过滤器压差范围进行切仓，并按照产品的晶点控制指标进行评价。筛选出能够降低ABS不良品发生率的ABS树脂。该发明不仅提高了晶点测试的准确度，建立的评价方法能够在不影响生产装置及原料供给情况下，保证下游加工对晶点的要求，极大降低了不良品的发生率，具有长期适用性。
具体实施方式
实施例1
1、称取ABS树脂样品1kg-10kg放入料斗，设定螺杆挤出机各段螺筒加热温度参数：一段170-300℃/二段170-270℃/三段130-280℃/四段170-270℃/五段130-270℃，螺杆挤出转数参数0-140r/min后，开始挤出ABS熔融片状物料。该关键点为参数设定，能够保证扭矩不波动，长时间稳定出料。
2、牵引辊加热温度为30-100℃，模头出口缝隙与牵引辊最外侧间隔为0.5-10mm且均为0.5-10mm。牵引辊速率为0-45m/min，风刀出风角度为0-70°，风量压力为0-2mpa，该关键点为参数设定，保证出膜均匀，固定厚度(10微米到100微米之间的某一厚度)。
3、ABS样品薄膜从晶点扫描仪的发射光源处和接收光源处之间纵向通过，通过晶点对光的折射程度，晶点扫描光学处理统计软件自动记录单位圆面积的晶点尺寸等级数量；连续测量1-8次，数据取平均值。
4、长期跟踪，筛选出不同的“半径10-900μm区间”单位圆尺寸等级下的晶点数为100-1000个等数值不同的2-10组样品，下游加工厂对每组都进行测评，采用成型工艺(注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、旋转成型、吸塑成型、模压成型、压延成型、层压成型、冷压成型、热成型中的一种或多种需求)做成成品0-100件，确定每组产品的不良产品率。
5、选择不良品率最小的一组ABS样品，其晶点尺寸等级，确定为晶点控制指标。
6、按照生产装置过滤器压差在10-300kpa内，每间隔10-30kpa压差取样1-10次。通过步骤1，步骤2，步骤3测试单位圆面积内晶点尺寸等级数量，根据测试结果绘制不同尺寸等级单位圆面积的晶点尺寸等级数量与过滤器压差的关系图，按照关系图，同时考虑生产负荷，确定最佳过滤器压差值(10-200kpa某值)以及最佳压差范围(10-145kpa之间的某段范围)。
建立晶点评价方法后，在过滤器压差在该最佳范围时进行筛选物料，并在固定时间段(1-48小时)取样，检测结果严格执行晶点控制指标，对晶点尺寸符合晶点评价指标的物料进行切仓，单独批号处理，定制化包装，移交下游加工厂进行加工，极大降低ABS不良品发生率。

Claims (2)

1.一种降低ABS不良品发生率的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1、称取ABS树脂样品1kg-10kg放入料斗，再将ABS树脂样品由双螺杆挤出机挤出，得到ABS熔融片状物料；设定双螺杆挤出机各段螺筒加热温度参数：一段170-300℃，二段170-270℃，三段130-280℃，四段170-270℃，五段130-270℃，螺杆挤出转数参数在0-140r/min；
步骤2、设置牵引辊加热温度、模头出口缝隙与牵引辊最外侧间隔、牵引辊速率，风刀出风角度、风量压力，采用风刀对准ABS熔融片状物料，ABS熔融片状物料通过牵引辊牵引形成ABS薄膜，保证出膜固定厚度在10微米到100微米之间；设置牵引辊加热温度为30-100℃，模头出口缝隙为0.5-10mm，牵引辊最外侧间隔为0.5-10mm，牵引辊速率为0-45m/min，风刀出风角度为0-70°，风量压力为0-2mpa；
步骤3、ABS薄膜从晶点扫描仪的发射可见光源设备和接收光源设备之间纵向通过，通过晶点扫描仪内嵌的晶点扫描光学处理统计软件计算透射光强度，通过入射光、反射光对ABS薄膜折射角度变化程度，经过数据处理模拟生成检测晶点的数码画面，通过微积分计算单位圆面积，然后晶点扫描光学处理统计软件自动记录单位圆面积的晶点尺寸等级数量；连续测量1-8次，数据取平均值；
步骤4、制定晶点要求，即确定ABS样品的晶点尺寸等级以及每个尺寸等级下的不同晶点尺寸数量，重复步骤1至步骤3，得到不同晶点尺寸等级下的不同晶点尺寸数量的2-10组ABS样品，下游加工厂对每组ABS样品进行测评，采用成型工艺将ABS样品做成ABS成品2-100件，观察每组ABS成品是否满足晶点要求，最后确定每组产品的不良产品率；ABS样品的晶点尺寸等级即单位圆半径，半径<100μm单位圆面积内晶点数在200～1000个之间，半径100μm～200μm之间的单位圆面积内的晶点数在200～1000个之间，200μm～300μm晶点数在10～500个之间，300μm～400μm晶点数在10～300个之间，400μm～500μm晶点数在10～200个之间，500μm～600μm晶点数在1～50个之间，600μm～700μm晶点数在1～50个之间，700μm～800μm晶点数在1～20个之间，>800μm晶点数在1～20个之间；
步骤5、选择不良品率最小的一组ABS样品，其晶点尺寸等级和对应的晶点数量确定为晶点控制指标；
步骤6、在ABS生产装置过滤器压差10-300kpa范围内，每间隔10-30kpa压差取样1-10次，通过步骤1至步骤3测试单位圆面积内晶点尺寸等级数量，绘制不同单位圆面积的晶点尺寸等级数量与过滤器压差的关系曲线，然后对比晶点控制指标，选取曲线最低点对应的过滤器压差为最佳过滤器压差值，并确定最佳压差范围；当本体ABS生产装置过滤器压差超过300kpa时，更换一次过滤器滤网。
2.如权利要求1所述的降低ABS不良品发生率的方法，其特征在于，所述步骤4中，成型工艺为注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、旋转成型、吸塑成型、模压成型、压延成型、层压成型、冷压成型、热成型中的一种或多种。
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