Đề tài Công nghệ sản xuất nhựa chai PET

òi Dung tích : 19L Trọng lượng bình : 650g - 670g Kích thước cổ bình : phi 55 In nhãn: 9x25 cm 4 Bình 20L, cổ phi 110 Chất liệu: nhựa PET Trọng lượng :580g Cổ phi : 110mm In nhãn: 9x27 cm 5 Bình PET trắng Chất liệu: nhựa PET Cổ phi : 110m Trọng lượng : 580g In nhãn: 9x25cm 6 Bình PET 5gallons không vòi Chất liệu: nhựa PET Cổ phi: 55mm Trọng lượng: 650g In nhãn: 9x25cm Chai nhựa 330ml, 500ml, 1,5L... 7 Chai PET 0,5L (vuông) 8 Chai PET 0,5L (sóng) 9 Chai nhựa 330ml (cây thông) 10 Chai nhựa các loại Phôi nhựa PET 11 Phôi PET nhỏ 12 Phôi bình PET 19L 13 Phôi bình PET 20L Phụ kiện các loại 14 Vòi 15 Nắp đóng phi 55 Chất liệu: nhựa PET Phi : 55 16 Yếm ngoài, trong 17 Nắp vặn phi 55 - Nhựa PP 18 Nắp vặn phi 110 - Nhựa PP TÊN SẢN PHẨM ĐƠN GIÁ (tham khảo) Bình pet 19L 28.000 VND Binh pet 20L 23.000 VND Vòi 1.800/ cái Nắp vặn f110 1.600/ cái Nắp vặn f55 900/cái Nắp đóng f55(có yếm) 700/ cái Kim 65 ngàn/kg Yếm 65 ngàn/ kg Nắp đóng kim f55 600/cái Màng co áo xanh bình 19L 29 ngàn/kg Chân kệ 12 ngàn/ cái Bảng 2.2: Bảng giá chi tiết (tham khảo) 2.5 Hệ thống tổ chức kinh doanh Hình 2.2: Cơ cấu tổ chức của Công ty 2.6 Hoạt động mua bán của Công ty 2.6.1 Đối tượng phục vụ Khách mua hàng tiêu dùng. Các cá nhân và doanh nghiệp có nhu cầu mua hàng kinh doanh. Các cá nhân và doanh nghiệp có nhu cầu gia công. 2.6.2 Phương thức đặt hàng - Đặt hàng trên website: hongvinhphat-pet.com - Qua điện thoại, fax. 2.6.3 Quy trình và phương thức thanh toán Trả tiền trực tiếp khi nhận hàng : Áp dụng cho tất cả khách hàng nằm trong phạm vi giao hàng của Công ty. Nhân viên đem hàng đến nhà và thu tiền. Công ty nhận tiền đồng VN hoặc USD (tính theo tiền tệ quy đổi hiện tại). Có thể nhờ người thân thanh toán hoặc nhận hàng thay.  Trả tiền bằng cách chuyển tiền qua bưu đện : Áp dụng cho tất cả khách hàng. Thanh toán bằng chuyển tiền qua bưu điện, Trả tiền bằng cách chuyển khoản qua ngân hàng : Áp dụng cho tất cả khách hàng. Tài khoản của Công ty HỒNG VĨNH PHÁT có ở : Ngân hàng ACB. Ngân hàng nông nghiệp & phát triển nông thôn. Ngân hàng sacombank. Ngân hàng vietcombank (VCB). 2.6.4 Giao hàng Phạm vi giao hàng: - Công ty thực hiện việc giao hàng trong phạm vi nội thành TP.HCM và các tỉnh thành có chi nhánh của HỒNG VĨNH PHÁT: phí vận chuyển tùy theo phạm vi vận chuyển. - Ngoài ra Công ty có thể thực hiện việc giao hàng trong phạm vi cả nước và nước ngoài tùy theo số lượng hàng hóa và cước phí thỏa thuận riêng. Thời gian giao hàng - Giao hàng tất cả các ngày trong tuần. Khách hàng từ chối nhận hàng : Công ty sẽ bảo đảm cho khách hàng sự hài lòng tốt nhất khi mua hàng qua website hongvinhphat-pet.com. Nếu có sai sót không đúng với yêu cầu của khách hàng (ví dụ : hàng không đúng mẫu mã, giá cả, …), sau khi nhân viên giao hàng lập biên bản về những sai sót, Công ty sẽ đổi lại hàng, hoặc đối tác có thể từ chối không nhận hàng vì những lý do trên. CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT PET 3.1.1 Tổng quan Polyethylene terephthalate ( được gọi là PET, PETE hoặc PETP hoặc PET-P) là nhựa nhiệt dẻo, thuộc loại nhựa polyester và được dùng trong tổng hợp xơ sợi, vật đựng đồ uống , thức ăn và các loại chất lỏng; có thể ép phun để tạo hình; và trong kỹ nghệ thường kết hợp với xơ thủy tinh. PET là một trong số những nguyên vật liệu sử dụng trong việc sản xuất sợi thủ công. Các đặc tính của PET được quyết định bởi quá trình xử lý nhiệt, nó có thể tồn tại cả hai: vô định hình (trong suốt) và ở dạng kết tinh (màu trắng đục). Monomer của PET có thể được tổng hợp bởi phản ứng ester hóa giữa acid terepthalic và ethylene glycol tạo ra nước, hoặc phản ứng transester hóa giữa ethylene glycol và dimethyl terepthalate, methanol là sản phẩm. Sự polymer hóa được tiến hành bởi một quá trình đa trùng ngưng của các monomer (ngay lập tức sau quá trình ester hóa hoặc transester hóa ) với ethylene glycol là sản phẩm (ethylene glycol được thu hồi trong sản xuất ). Hầu hết công nghiệp PET trên thế giới là tổng hợp sợi (chiếm 60%) cung cấp cho khoảng 30% nhu cầu của thế giới. Trong lĩnh vực vải sợi, PET được ứng dụng làm polyester kết hợp với cotton. Hầu hết, PET được ứng dụng đùn ép tạo sản phẩm. PET được sản xuất dưới tên thương mại Arnite, Impet và Rynite, Ertalyte, Hostaphan, Melinex và Mylar films, và Dacron, Diolen, Terylene và Trevira fibers. PET có thể được bọc bởi vỏ cứng hay làm vỏ cứng bọc vật dụng, quyết định bởi bề dày lớp và lượng nhựa cần thiết. Nó tạo thành một màng chống thấm khí và ẩm rất tốt. Chai PET chứa được các loại thức uống như rượu và các loại khác, bền và chịu được va đập mạnh. PET có màu tự nhiên với độ trong suốt cao. PET có thể kéo thành màng mỏng (thường được gọi với tên thương mại là mylar). PET thường được bao bọc với nhôm để làm giảm tính dẫn từ, làm cho nó có tính phản chiếu và chắn sáng. Chai PET là một loại vật đựng rất tốt và được sử dụng rộng rãi để đựng đồ uống lỏng. PET hoặc Dacron cũng được sử dụng như là một lớp vật liệu cách nhiệt phủ phần ngoài của trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Ngoài ra, sự kẹp PET vào giữa màng polyvinyl alcol sẽ làm tăng sự ngăn thẩm thấu khí oxygen. Khi có sự gia cường hạt hay sợi thủy tinh, nó trở nên cứng một cách đáng kể và bền hơn. PET là một dạng bán bán kết tinh, được mua bán dưới tên thương mại là Rynite, Arnite, Hostadur&Crastin. PET là một loại bao bì thực phẩm quan trọng có chể tạo màng hoặc tạo dạng chai lọ do bởi các tính chất : Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao. Trơ với môi trường thực phẩm. Trong suốt. Chống thấm khí O2, và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác. Khi đươc gia nhiệt đến 200oC hoặc làm lạnh ở – 90oC,cấu trúc hóa học của mạch PET vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khi nhiệt độ khoảng 100oC Công dụng: Do tính chống thấm rất cao nên PET được dùng làm chai, bình đựng nước tinh khiết, nước giải khát có gas…. PET được tìm ra vào năm 1941 bởi Calico Printer’ Association của Manchester. Chai PET được sản xuất vào năm 1973. Một vài thông số vật lý: Bảng 3.1: Thông số vật lý PET Công thức phân tử (C10H8O4)n Khối lượng riêng (dạng vô định hình) 1.370 g/cm3 Khối lượng riêng (dạng kết tinh) 1.455 g/cm3 Ứng suất kéo 55-75 Mpa Giới hạn đàn hồi 50-150 % Nhiệt độ thủy tinh 75oC Điểm nóng chảy 260oC Độ dẫn nhiệt 0.24 W/mK Một trong những đặc tính quan trọng của PET là độ nhớt. Độ nhớt của chất được decilit/gram (dl/g) phụ thuộc vào độ dài mạch polymer. Độ dài mạch của polymer càng dài, độ rắn càng cao, nên độ nhớt càng cao. Độ dài của một polymer của thể được đều chỉnh thông qua quá trình polymer hóa. Độ nhớt của một vài dạng: Độ nhớt (decilit/gram – dl/g) Dạng 0.6 Sợi 0.65 Màng mỏng 0.76-0.84 Chai lọ 0.85 Dây thừng PET có khả năng hút ẩm. Khi bị ẩm, trong quá trình gia công PET, sự thủy phân sẽ diễn ra tại bề mặt tiếp xúc giữa nước và PET, nguyên nhân này làm giảm phân tử lượng của PET (hay độ nhớt) và những đặc tính cơ lý của nó. Vì thế trước khi nhựa được gia công, độ ẩm phải được loại bỏ khỏi nhựa. Có thể thực hiện được bằng cách sử dụng chất hút ẩm hoặc sấy trước khi đưa vào gia công. 3.1.2 Quá trình sấy PET Trong lò sấy, khí nóng được thổi từ phía dưới lên sàn chứa những mảng PET được cắt, làm PET bay lên lơ lửng trong không khí nóng, nên có thể loại bỏ được độ ẩm. Khí nóng ẩm được dẫn khỏi sàn và đi qua bộ làm lạnh để loại bỏ độ ẩm. Cuối cùng không khí này được nung trở lại và được cho trở lại để sấy những mảng PET như lúc đầu, chu trình được lập lại. Độ ẩm trong sản phẩm nhựa phải nhỏ hơn 40 phần triệu (một phần nước trên một triệu phần nhựa theo khối lượng) thì đạt yêu cầu chất lượng trước khi gia công. Thời gian sấy không nên ngắn hơn 4 giờ, bởi vì sấy nguyên liệu thấp hơn 4 giờ, thì nhiệt độ của mảng PET sẽ thấp hơn 160oC. Ở nhiệt độ này thì sự thủy phân sẽ xảy ra bên trong những mảng PET trước khi chúng được sấy khô. 3.1.3 Phương pháp gia công Hạt nhựa PET được tạo ra bằng nhiều phương pháp tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm tạo ra. Quá trình tạo sản phẩm chủ yếu là ép phun và thổi chai. Quá trình tạo sản phẩm thông thường bao gồm những bước sau Hình 3.1: Quy trình tạo sản phẩm PET 3.1.4 Các Phương Pháp Tổng Hợp PET a. Phản ứng giữa Acid Terephtalic và Etylen Glycol Phản ứng gồm 2 giai đoạn Giai đoạn 1: Hỗn hợp TPA và EG được gia nhiệt, phản ứng trùng ngưng xảy ra tạo BHET ( bis-(hydroxyletyl)terephtalat) và các oligome có phân tử lượng thấp. Giai đoạn 2: Phản ứng trùng ngưng tiếp tục xảy ra tạo PET. Sau phản ứng, EG còn dư, PET có dạng lỏng chảy nhớt. Nếu làm lạnh ngay trong nước sẽ tạo thành PET vô định hình. Xúc tác thường dùng là antimony trioxid, muối của titanium, germanium, cobalt, mangan, magnesium và kẽm. Xúc tác sử dụng với nồng độ thích hợp để làm tăng vận tốc phản ứng. b. Phản ứng trans este hóa giữa Dimetyl Terephtalat (DMT) và EG Phản ứng điều chế DMT từ TPA và Methanol. Phản ứng Trans este hóa giữa DMT và EG, metanol là một trong các sản phẩm. c. Phản ứng giữa terephtaloyl diclorid và Etylen Glycol Phản ứng này xảy ra nhanh và hiệu suất cao. Tuy nhiên do clorua acid rất đắt nên phương pháp không được sử dụng trong công nghiệp. Poly Ethylen (PE) Nguyên liệu để sản xuất PE là etylen (C2H4), chủ yếu thu được từ việc cracking dầu mỏ Nhựa Polyetylen có nhiều loại: HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, nhưng trong thị trường phổ biến là 2 loại HDPE và LDPE. HDPE là PE có khối lượng riêng lớn. Có thể sản xuất theo 2 phương pháp: +Áp suất trung bình (30 ÷40 atm) +Áp suất thấp (3 ÷4 atm) LDPE là PE có khối lượng riêng bé. Sản xuất theo phương pháp áp suất cao (1500 ÷2500 atm). Cấu tạo Phân tử polyetylen có cấu tạo mạch thẳng dài gồm những nhóm etylen, ngoài ra còn có những mạch nhánh. PE là polymer không phân cực, monome lưỡng cực µ0 ≈0. Nếu mạch nhánh càng nhiều và càng dài thì độ kết tinh càng kém. PE có độ kết tinh tương đối cao và khác nhau đối với mỗi loại. Trong PE phần tinh thể làm cho mạch cứng nên bền nhiệt độ, bền với tác dụng cơ học, còn phần vô định hình làm cho mạch mềm. Cấu tạo của PE phụ thuộc vào phương pháp sản xuất. Polyethylene thường được phân loại theo tỷ trọng, khối lượng trên đơn vị thể tích (g/cm3 hay lb/in3). Khi nào bất kỳ polymer nguội từ trạng thái nóng chảy,một số mạch polymer có thể sắp xếp thành những vùng kết tinh có trật tự cao, xếp chặt. Điều này sẽ xảy ra ở những vùng có mẫu dạng lặp lại và mang những phân tử dài. Trong những vùng có mẫu dạng bất thường, như những điểm rẽ nhánh hay đầu mạch, sự kết tinh không xuất hiện và những vùng này được gọi là vô định hình (vô trật tự). Một số polymer, như polystyrene thương mại, thì hoàn toàn vô định hình vì sự cản trở toàn bộ cấu trúc phân tử đã ngăn sự kết tinh Low-Density Polyethylene (LDPE) Polyethylen thấp tỷ trọng (LDPE) được tổng hợp theo một cách hình thành polymer nhiều nhánh. Nó có nhiều mạch nhánh ngắn (mạch C4-C6) và các mạch nhánh dài (với số C gần bằng mạch chính) xếp dọc mạch chính và cả hệ kéo dài như xương sống. Những điểm rẽ nhánh dọc trên mạch chính như những điểm gây tan rã trật tự của hệ thống và ngăn sự kết tinh cục bộ. Hệ quả của mức độ kết tinh thấp là tỷ trọng thấp. LDPE thường có tỷ trọng 0,91 – 0.93 g/cm3 LDPE tương đối dễ gia công nhiệt. So với các cấp PE khác, nó nóng chảy ở vùng nhiệt độ tương đối thấp (105 tới 115oC) và không đòi hỏi động cơ máy đùn công suất lớn. LDPE dùng cho thổi màng tương đối nhớt, nhưng nhờ phạm vi rộng về độ phân nhánh tạo ra vùng gia công khá rộng và độ bền cao trong bong bóng nóng chảy. Nhờ bong bóng ổn định mà trong gia công màng thổi ta có thể chạy kiểu ống trụ dài, hay còn gọi là đường sương thấp (low frost-line height, pocket bubble). Màng thổi từ LDPE cho cảm giác mềm mại. Ngoài ra, dán nhiệt LDPE rất dễ. Hình 3.2: Cấu trúc không gian của PE High-Density Polyethylene (HDPE) Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE) được tổng hợp bởi một phương pháp rất khác với cách tổng hợp LDPE. Kết quả là polymer thu được có mạch rất thẳng. Thật ra, HDPE được trùng hợp với một ít comonomer tạo vài nhánh mạch ngắn được đặt cố ý dọc theo mạch chính để làm polymer dễ gia công hơn. Mạch polymer thằng và ít nhánh kềnh càng này làm cho polymer có độ kết tinh cao. HDPE do vậy có tỷ trọng cao hơn LDPE và nằm trong khoảng 0.93 to 0.96 g/cm3. Do độ kết tinh cao và cấu trúc phân tử đồng nhất hơn LDPE, HDPE có nhiệt độ nóng chảy cao hơn (130 đến 135oC) và vùng gia công hẹp hơn. Nó cũng đòi hỏi động cơ đùn công suất cao hơn. HDPE có độ bền dai cao hơn trong các polyethylene. Một số quy trình cải tiến gia công HDPE có thể cho sản phẩm màng mỏng 0.008 - 0.01mm. Hơn nữa, nhờ độ kết tinh cao, màng thổi HDPE có tính cản khí tốt hơn các màng từ LDPE. PolyPropylene (PP) Nguyên liệu để sản xuất PP là propylen, được tách từ khí cracking dầu mỏ hoặc từ sản phẩm dầu mỏ. Vì mỗi mắc xích có một nhóm –CH3 nên mạch cứng hơn PE vì thế độ bền cơ, bền nhiệt độ lớn hơn PE. Công thức cấu tạo: Hình 3.3: Cấu trúc không gian của PE Ta thấy công thức của PP có nguyên tử H ở C bậc 3 rất linh động do đó PP dễ bị oxi hóa, lão hóa Tính chất Tính chất lý nhiệt (độ bền nhiệt) +Nhiệt độ nóng chảy cao tnc= 160 ÷170oC +Ổn định ở 150oC khi không có ngoại lực +Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng. +Ở 155oC, PP vẫn còn ở thể rắn, nhưng đến gần nhiệt độ nóng chảy PP chuyển sang trạng thái mềm cao (như cao su). +Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120oC, PP bắt đầu kết tinh → nhiệt độ kết tinh cao Khả năng chịu ánh sáng mặt trời: Do có nguyên tử H ở C bậc 3 linh động nên dễ bị oxi hoá, lão hoá. PP không có chất ổn định Dưới ánh sáng khuyết tán vẫn ổn định tính chất trong 2 năm. Có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá huỷ ngay. PP có chất ổn định (hoặc dùng muội than 2%) dưới ánh sáng trực tiếp (tia cực tím) thì sau 2 năm tính chất không thay đổi, bền trong 20 năm. Độ bền hoá học Ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ, ngay cả khi tiếp xúc lâu, mà chỉ trương trong các cacbuahydro thơm và clo hoá. Nhưng ở nhiệt độ trên 80oC thì PP bắt đầu tan trong hai loại dung môi trên. Polymer có độ kết tinh lớn bền hoá chất hơn polymer có độ kết tinh bé. PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm <0,01% Độ bền cơ học Trọng lượng phân tử nằm trong khoảng 80.000 ÷200.000 Tỷ trọng thấp d=0,9 ÷0,92 ( ≈ dVLDPE =0,09 ÷0,91) Độ giãn dài : ε % = 300-800% (cao hơn PE) Nhiệt độ giòn gãy thấp hơn PE: (-5oC) ÷(-15oC) Hình 3.4: Một số mã hiệu của nhựa khác CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 4.1 Quy trình công nghệ 4.1.1 Sản xuất phôi PETở 180oC , 5-6h TÁI SỬ DỤNG không đạt đạt yêu cầu LƯU KHO KIỂM TRA PHÔI PET SẤY NGUYÊN LIỆU ÉP PHUN Sơ đồ 4.1: Sơ đồ quy trình sản xuất phôi PET 4.1.2 Thổi chai PETđạt yêu cầu LƯU KHO VÔ BAO TÁI SỬ DỤNG không đạt PHÂN LOẠI KIỂM TRA CHAI THÀNH PHẨM THỔI CHAI GIA NHIỆT, LÀM MỀM SẤY PHÔI PET Sơ đồ 4.2: Thổi chai PET 4.1.3 Thuyết minh quy trình công nghệ a. Khâu tạo phôi Nguyên liệu được hút tự động vào thiết bị sấy ở 180oC trong vòng 5-6h. Sau đó được đưa vào máy tạo phôi hoạt động bán liên tục. Trong máy, qua các vòng gia nhiệt, nhựa hóa lỏng. Dưới áp lực của xilanh, nhựa được phun vào, điền đầy khuôn qua các cuống phun. Cuối cùng nhờ hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của phôi. Mỗi mẻ cho ra 2 phôi. Phôi tạo thảnh sẽ được lấy ra, kiểm tra bọt khí và cắt bỏ bavia. Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ để nguội ngoài không khí một thời gian rồi đóng thành từng bao lớn, sau đó chuyển qua khâu thổi chai. b. Khâu thổi chai Phôi sau khi gia nhiệt sẽ được lắp vào khuôn, kích hoạt máy thổi. Quá trình thổi xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn tùy vào loại phôi và cũng nhờ hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của sản phẩm. Sản phẩm sau đó sẽ được lấy ra, kiểm tra, phân loại, khoan lỗ gắn vòi, đóng bao và lưu kho. Những phế phẩm sẽ lại được cắt nhỏ và chuyển qua khâu xử lý nhựa tái chế. Các linh kiện và phụ kiện như: nắp, vòi, kim, yếm cũng được sản xuất tương tự nhưng với nguyên liệu là nhựa PP và PE. 4.2 Máy ép phun (tạo phôi PET) 4.2.1 Đặc điểm công nghệ ép phun Vùng tạo hình được xác lập trước – khuôn khép kín trước khi nhựa được bơm vào khuôn qua các rãnh, cửa có tiết diện nhỏ. Quá trình gia công gồm 2 quá trình: Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu. Tạo hình trong khuôn. Độ chính xác kích thước cao. Chu kỳ đúc ngắn từ vài giây đến chục phút. Năng suất cao, ít tốn công hoàn tất. Thích hợp cho gia công nhựa nhiệt dẻo. 4.2.2 Cấu tạo chung Máy ép phun có cấu tạo gồm những phần chính như sau: Hình 4.1: Cấu tạo chung của máy ép phun a. Hệ thống hỗ trợ ép phun: giúp vận hành máy ép phun Gồm: Thân máy (Frame) Hệ thống điện (Electrical system) Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) Hệ thống làm nguội (colling system) Hình 4.2: Hệ thống hỗ trợ ép phun b. Hệ thống phun Hệ thống phun có nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Gồm: Phễu cấp liệu (hopper): chứa vật liệu dạng viên để cấp vào khoang trộn. Khoang chứa liệu (Barrel): chứa nhựa để vis trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt bằng các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp khoảng 20-30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy nhựa. Băng gia nhiệt (Heater band): Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Trên máy có nhiều băng gia nhiệt, cài đặt với nhiệt độ khác nhau, tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun. Hình 4.3: Băng gia nhiệt Trục vít (screw): có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn. Cấu tạo: Hình 4.4: Cấu tạo trục vis Bộ hồi tự hở (non-return assembly, non-return valve) Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vis và seat. Chức năng của nó là tạo dòng nhựa bắn vào khuôn. Hình 4.5: Bộ hồi tự hở Khi trục vis lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển hướng về vòi phun và cho phép nhựa chảy về phía trước đầu trục vis. Còn khi trục vis di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau Hình 4.6: Các loại bộ hồi tự hở Vòi phun (nozzle): có chứa năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp. Hình 4.7: Vòi phun c. Hệ thống khuôn d. Hệ thống kẹp Hệ thống kẹp có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thức một chu kỳ ép phun. Bao gồm: Hình 4.8: Hệ thống kẹp khuôn Cụm đẩy của máy (machine ejectors): tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn Cụm kìm (clamp cyclinders): cung cấp lực để đóng mở khuôn và giữ khuôn trong suốt quá trình phun. Thường có 2 loại: Cơ cấu khuỷu Hình 4.9: Cơ cấu khuỷu Xylanh thủy lực Hình 4.10: Xylanh thủy lực Bảng 4.1: Ưu nhược điểm của cụm kìm cùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực: Loại kìm Ưu điểm Nhược điểm Kìm dùng thủy lực Lắp đặt nhanh. Biết áp suất kìm. Dễ bảo dưỡng. Ít làm võng tấm khuôn. Lực kìm tập trung vào giữa tấm khuôn. Cần lượng lớn dầu thủy lực. Tốn năng lượng. Chịu ảnh hưởng của hệ số nén của dầu. Kìm dùng cơ cấu khuỷu Giá thành thấp Di chuyển cơ cấu kìm nhanh Tự hãm để giảm va đập Cần bảo dưỡng thường xuyên Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn. Khó điều chỉnh. Tấm di động (moveable platen) Tấm cố định (stationary platen) Những thanh nối (tie bars) e. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc và vị trí trục vis, vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực. Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển (control panel) và màn hình máy tính (computer screen). Hình 4.11: Hệ thống điều khiển 4.2.3 Chu kỳ ép phun: gồm 4 giai đoạn a. Giai đoạn kẹp (clamping phase): khuôn được đóng lại. Lúc đầu cụm kìm đóng khuôn lại rất nhanh nhưng sau đó chậm dần cho đến khi khuôn đóng hoàn toàn. Một khi khuôn đã đóng cũng là lúc áp lực kìm rất lớn được tạo ra để chống lại áp cao từ dòng nhựa bắn vào khuôn. Điều này rất quan trọng vì nếu lực kẹp khuôn không đủ lớn thì khuôn sẽ bị hư và sản phẩm bị khuyết tật. Hình 4.12: Giai đoạn kẹp b. Giai đoạn phun (injection phase): nhựa điền đầy vào khuôn. Đầu tiên, nhựa nóng chảy được phun vào khuôn rất nhanh do trục vis tiến về phía trước. Khi lòng khuôn được điền đầy (khoảng 95%) thì quá trình định hình sản phẩm diễn ra do lòng khuôn có nhiệt độ thấp hơn. Nhựa nóng sẽ nguội dần và co rút. Do đó một lượng nhựa nữa (khoảng 5%) sẽ tiếp tục được phun vào để bù trừ vào sự co rút cho đến khi miệng phun bị đặc cứng lại. Quá trình này gọi là quá trình giữ hay quá trình kìm, giúp ngăn dòng chảy ngược của nhựa qua miệng phun. Hình 4.13: Giai đoạn phun c. Giai đoạn làm nguội (cooling phase): nhựa được làm đặc lại trong khuôn. Giai đoạn này bắt đầu ngay sau khi quá trình giữ kết thúc. Khuôn vẫn được đóng và nhựa nóng trong lòng khuôn được làm nguội cho đến khi đủ độ cứng để có thể được đẩy rời khỏi khuôn. Trong suốt giai đoạn này, trục vis vẫn quay và lùi dần lại để chuẩn bị cho lần phun kế tiếp. Hình 4.14: Giai đoạn làm nguội d. Giai đoạn đẩy (ejector phase): đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn. Cụm kìm làm chức năng mở khuôn. Lúc đầu, cụm kìm mở khuôn một cách chậm chạp và sau đó là nhanh dần cho đến gần cuối quá trình thì nó chuyển động chậm lại để tránh va đập mạnh. Khi khuôn mở ra thì tấm đẩy của khuôn bị cần đẩy của máy đẩy về phía trước để lói sản phẩm ra khỏi khuôn. Khi sản phẩm rời khỏi khuôn thì cần đẩy sẽ hồi về để sẵn sàng cho một chu kỳ ép phun kế tiếp. Việc lấy sản phẩm có thể bằng tay. Để an toàn, sau khi đóng cửa máy lại thì chu kỳ ép phun kế tiếp mới được thực hiện Hình 4.15: Giai đoạn đẩy 4.2.4 Một số thông số kỹ thuật của máy ép phun tạo phôi PET ở Công ty Phôi thường Nhiệt độ: Đoạn 1 2 3 4 5 Cài đặt 295 295 300 305 295 Bắn keo Nhiệt độ Áp suất (?) Vị trí Đoạn 1 52 55 82 Đoạn 2 24 24 72 Đoạn 3 5 5 60 Đoạn 4 0 0 0 Đoạn 5 0 0 0 Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của máy ép phun tạo phôi PET Thời gian ép phôi 90 (s) Thời gian chu lỳ 1 Bơm keo đoạn 1 11 Bơm keo đoạn 2 17 Bao áp đoạn 1 25 Lấy keo đoạn 1 36 Lấy keo đoạn 2 78 Lùi khuôn trước lấy keo Thời gian làm nguội Mở khuôn chậm Mở khuôn nhanh Lõi tiến Thời gian chu kỳ trễ Lõi lùi Đóng khuôn tốc độ nhanh Đóng khuôn dập nhanh Áp suất cao đóng khuôn Những công đoạn sau xảy ra rất nhanh chưa tới 1 giây. Nhưng thời gian lấy sản phẩm ra là 15 giây và khi công nhân đóng cửa an toàn thì khuôn mới đóng lại nên đảm bảo an toàn lao động cho công nhân. Phôi 330ml Nhiệt độ Đoạn 1 2 3 4 5 Nhiệt độ cài đặt 290 290 290 290 275 Tổng thời gian chu kỳ: 32s Đoạn 1 6s Bao 1 2s Thêm 1 5s Thêm 2 8s Thêm L 20s Lấy sản phẩm 3s 4.3 Máy thổi chai Đặc điểm công nghệ thổi: Vật liệu khi gia công ở trạng thái chảy nhớt hay mềm cao. Bề dày sản phẩm không đồng đều. Phù hợp với sản phẩm rỗng. Tỉ lệ độ bền/khối lượng cao. Chi phí dụng cụ gia công thấp (Khoảng 25-40% so với các phương pháp khác). Năng suất cao. Tránh được mối nối giữa hai phần của sản phẩm. Giới hạn bề dày sản phẩm. 4.3.1. Cấu tạo chung Gia nhiệt phôi Thổi phôi Bảng điều khiển 1 2 3 Hình 4.16: Máy kéo thổi bán liên tục Đây là máy thổi chai PET 20 lít (5gallons), dạng kéo thổi, hoạt động bán liên tục (semi automatic stretch blowing machine) Cấu tạo gồm 3 phần chính: Phần gia nhiệt: Phôi PET sẽ được cấp nhiệt để trở nên mềm dẻo hơn, chuẩn bị cho công đoạn kéo thổi Hình 4.17: Phần gia nhiệt Hình 4.18: Bộ phận giữ phôi Phần thổi phôi. Phôi sau khi được đun nóng cho mềm sẽ chuyển qua phần thổi. Một thanh đẩy phôi xuống (stretch), sát đáy khuôn, hơi áp suất cao đồng thời thổi vào để định hình sản phẩm. Bảng điều khiển: để theo dõi và thay đổi các thông số của quá trình. 4.3.2. Nguyên lý phương pháp Nhà máy sử dụng phương pháp tạo phôi trước, sau đó mới thổi thành chai, bình. Hình 4.19: Phương pháp thổi Phương pháp kéo thổi (stretch-blow): Ưu điểm của phương pháp này là sản phẩm được định hướng 2 chiều. Độ bền kéo, độ bền va đập gia tăng, độ rảo giảm và tính chống thấm khí, hơi nước của sản phẩm tăng. Loại nhựa thường được gia công bằng phương pháp này là PET và PP. Ngoài ra còn có PVC, copolime của acrilonitril, polietilen naptalat (PEN) và một số poliester nhiệt dẻo khác. Hình 4.20: Khuôn thổi Phôi PET sau khi nung nóng cho mềm sẽ được gắn lên ngàm kẹp của khuôn. Khuôn gồm 3 phần ghép lại, phần 1 định hình phần đáy bình. Phần 1 có thể được gắn chặt vào một trong 2 phần kia. Khi khuôn được đóng kín, thanh đẩy sẽ kéo phần phôi PET xuống tận đáy khuôn. Lúc này khí nén được bơm vào làm tăng áp lực trong lòng khuôn, phôi PET s