Quy trình sản xuất túi ni lông chi tiết nhất

Quy trình sản xuất của tất cả các loại màng nhựa đều trải qua quá trình nung chảy hạt nhựa và đẩy qua một đầu khuôn. Đây là phương pháp tạo hình nhựa từ hạt nhựa nguyên liệu trở thành thành dạng ống như ống nước, nhưng mỏng hơn rất nhiều, gọi là phương pháp đùn. Các ống màng nhựa là thành phần cơ bản để tạo ra túi ni lông, và chúng cũng không khác gì các ống nước bằng nhựa cứng. Chỉ có điều chúng được sản xuất và kéo căng ra đến mức độ rất mỏng để có được sự mềm mại và linh hoạt, sau đó được cắt thành từng đoạn và ép đáy để trở thành túi.

Phương pháp đùn trong sản xuất túi ni lông được chia ra làm phương pháp đùn thổi và phương pháp đùn đúc. Cả 2 phương pháp này đều có điểm chung là được bắt đầu bằng cách nung chảy các hạt nhựa nguyên liệu tạo thành một chất lỏng nóng chảy nhất quán.

Sơ đồ chi tiết quy trình sản xuất túi ni lông

 

Bước 1: nung chảy hạt nhựa

Việc gia nhiệt hạt nhựa đến nhiệt độ nóng chảy thích hợp là tối quan trọng đối với việc tạo hình túi nhựa hay túi ni lông. Hạt nhựa nguyên liệu được đưa vào máy đùn bằng cổng tiếp liệu là một chiếc phễu kim loại có dạng hình tháp úp ngược. Đây là loại bồn nhiên liệu cơ bản và đơn giản nhất cho hệ thống đùn. Những bồn tiếp liệu sau này đã tiến bộ và có nhiều hình dạng khác nhau, với các cơ chế cấp liệu tự động giúp nâng cao năng suất. Thí dụ như nhựa sẽ được trộn đều trong một máy trộn riêng, rồi được hút trực tiếp vào khe tiếp liệu trên máy đùn bằng máy hút chuyên dụng.

Nhựa nóng chảy sẽ được dịch chuyển bằng một hệ thống trục vít, là một trục kim loại dài có các rãnh xoắn như ốc vít. Khi hạt nhựa rơi từ phễu nhiên liệu xuống máy đùn, trục vít xoay từ từ đẩy chúng dọc theo chiều dài của trục. Nằm dọc theo toàn bộ chiều dài của trục vít là các vòng gia nhiệt có nhiệm vụ cung cấp nhiệt lượng cần thiết.

Ở cuối hành trình, các nguyên liệu bẩn, hạt nhựa chưa tan hết được lọc bởi một lưới lọc kim loại nhằm loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có thể xảy ra. Sau đó nhựa được đùn qua một đầu khuôn hình tròn bằng kim loại. Ở phương pháp đùn thổi thì bộ phận này được gọi là khuôn thổi, và sẽ là khuôn đúc trong hệ thống máy đùn đúc.

Hạt nhựa trong phễu nhiên liệu được nung chảy và đẩy tới đầu khuôn thổi

Bước 2: tạo hình màng nhựa bằng phương pháp đùn

a.      phương pháp đùn thổi sử dụng cho nhựa PE

Nhựa sau khi được đùn ra khỏi đầu khuôn có hình dạng ống tròn như ống nước, đùn ra theo phương thẳng đứng từ dưới lên. Đầu khuôn nằm giữa một hệ thống khung sắt cao được gọi là tháp làm mát. Trên đỉnh của tháp là một cặp con lăn ép vào nhau nằm theo phương song song với mặt đất, có nhiệm vụ ép ống nhựa dẹp lại thành dạng màng mỏng.

Khi máy bắt đầu khởi động và nhựa được đùn ra, thợ vận hành máy sẽ dùng găng tay cách nhiệt giữ lấy đoạn ống nhựa này và kéo chậm rãi kéo lên để nhét vào cặp con lăn ép màng. Trong lúc họ thực hiện thao tác này, nhựa vẫn tiếp tục được đẩy ra nên ống nhựa sẽ liên tục không bị đứt đoạn. Khi ống nhựa đã chui vào cặp con lăn ép màng, gần như chúng đã được bịt kín 2 đầu và khoảng không gian bên trong chúng hoàn toàn kín khí. Lúc này một người thợ vận hành khác sẽ mở hệ thống khí nén, bơm không khí vào trong đoạn ống nhựa qua một vòi phun ngay giữa tâm của đầu khuôn thổi. Ống nhựa phình ra thành một bong bóng hình trụ với kích thước lớn hơn nhiều lần so với ban đầu. Lúc này ống nhựa bị giãn ra nên chúng trở nên mỏng đi, nhưng kích thước lại tăng lên. Kích thước của bong bóng này chính là chiều ngang của màng nhựa thu được sau quá trình thổi màng. Màng nhựa càng lớn thì đầu khuôn thổi phải càng to, tháp làm mát phải càng cao và rộng, đường kính của trục vít cũng càng lớn để có thể đùn ra được nhiều nhựa hơn.

Ống màng nhựa sau khi được ép dẹp bởi trục lăn ép sẽ được thợ vận hành điều chỉnh đưa vào các con lăn kéo có động cơ và con lăn dẫn hướng được đặt song song với nhau. Ống màng nhựa sau cùng được đưa vào hệ thống quấn cuồn, có cấu tạo cũng gồm một trục lăn được truyền động bởi động cơ điện. Trục lăn này đã được nhét vào sẵn một lõi giấy để màng nhựa có thể được quấn vào.

Trong khi một người thực hiện các thao tác dẫn hướng màng nhựa đi qua các trục lăn và quấn vào lõi giấy, người thợ còn lại sẽ thao tác chỉnh độ dày và kích thước của bong bóng màng nhựa đạt tới thông số mà họ mong muốn, cũng là thông số của cuộn ni lông thành phẩm. Các thao tác này bao gồm điều chỉnh lượng khí nén bơm vào, tốc độ của trục vít và tốc độ của các trục lăn kéo, trục quấn cuồn. Những thông số này phải được kết hợp một cách hoàn hảo mới có thể cho ra thành phẩm như mong muốn. Vì vậy đa số những người thực hiện công việc điều chỉnh thông số ban đầu trên máy đều là những người thợ có rất nhiều kinh nghiệm.

Sau tất cả các bước này, máy sẽ tự động chạy liên tục mà không cần thêm bất cứ sự can thiệp nào. Người thợ sẽ dùng dao rọc ngang màng để cắt rời khi cuộn ni lông thành phẩm đạt tới trọng lượng nhất định. Họ lấy cuộn ni lông này ra và nhanh chóng đưa một lõi giấy khác vào trục quấn màng, để màng nhựa tiếp tục được quấn vào.

Khi đã sản xuất đủ khối lượng cuộn màng ni lông mong muốn, thợ vận hành sẽ điều chỉnh máy để thay đổi kích thước bong bóng màng nhựa, tiếp tục sản xuất một quy cách khác theo kế hoạch đã định sẵn. Màng ni lông thu được trong thời gian điều chỉnh máy sẽ là phế liệu vì chưa đạt kích thước hay độ dày yêu cầu. Đây là phế liệu bắt buộc phải phát sinh và đã được dự liệu từ trước. Vì vậy mà việc thay đổi thông số trên máy để điều chỉnh kích thước màng luôn được sắp xếp một cách khoa học và hạn chế ở mức thấp nhất. Đây cũng là lý do mà việc sản xuất túi ni lông theo kích thước yêu cầu thường đòi hỏi khối lượng đặt hàng tối thiểu khá lớn.

Nhưng dù sao thì phế liệu phát sinh trong thời gian chỉnh máy ít hơn rất nhiều so với phế liệu phát sinh trong quá trình khởi động hệ thống lúc ban đầu. Ngoài ra, quá trình khởi động như chúng tôi đã mô tả cũng rất khó khăn, hao tổn điện năng và mất rất nhiều thời gian. Vì lý do này mà các máy sản xuất túi ni lông thường hoạt động 24/7, những người thợ sẽ được sắp xếp làm việc theo ca luân phiên. Máy chỉ ngừng hoạt động khi bảo dưỡng định kỳ, hoặc khi đã sản xuất xong tất cả các đơn hàng.

Màng nhựa được đùn ra và thổi lên từ đầu khuôn thổi

b.      Phương phán đùn đúc sử dụng cho nhựa PP

Khác với phương pháp đùn thổi, phương pháp này không sử dụng khí nén để làm tăng kích thước ống màng nhựa, mà sử dụng đầu khuôn đúc có kích thước khe hở trên khuôn bằng với kích thước cuộn màng muốn sản xuất. Vị trí của trục vít và bồn nguyên liệu sẽ được đặt trên cao, khi nhựa được đùn ra khỏi đầu khuôn sẽ chảy ngược xuống dưới bởi trọng lực. Khi tới gần mặt đất, ống màng nhựa cũng được ép dẹp lại bằng trục lăn ép như trong quy trình đùn thổi, và các bước tiếp theo diễn ra tương tự.

Màng nhựa PP chỉ có thể được sản xuất theo phương pháp đùn đúc này vì nhiệt độ khi mới được đùn ra quá cao (nhiệt độ nóng chảy của nhựa PP lên tới 160°c trong khi nhựa LDPE chỉ 120°c). Lực căng khi thổi khí nén hay bất kỳ tác động nào khác cũng có thể làm biến dạng hoặc vỡ ống màng nhựa còn đang nóng chảy như vậy. Chính vì ống màng nhựa PP không thể được thổi căng bằng khí nén nên chúng rất khó để được sản xuất ở các kích cỡ lớn như LDPE và HDPE. Sản xuất màng nhựa PP càng lớn thì đầu khuôn phải lớn và được đặt ở độ cao tương xứng. Việc treo đầu khuôn rất nặng và các bộ phận như trục đùn, phễu nguyên liệu cao như vậy cần rất nhiều sắt thép để tạo nên một bộ khung chắc chắn. Ngoài ra, máy sản xuất màng nhựa PP còn cần tới hệ thống làm mát bằng nước. Màng nhựa sẽ được chạy qua bể nước có hệ thống bơm giải nhiệt, trước khi được ép dẹp lại bởi trục lăn ép màng.

Nhựa HDPE có nhiệt độ nóng chảy ở 140°c vẫn có thể được sản xuất bằng phương pháp đùn thổi, nhưng cần được bổ sung luồng không khí làm mát bằng các quạt gió.

Máy đùn đúc sản xuất màng PP có khuôn đùn và phễu nhiên liệu nằm trên cao

Bước 3: cắt cuộn màng ni lông thành túi

Sau bước đoạn đùn đúc hoặc đùn thổi để tạo màng thì các công đoạn còn lại khi sản xuất màng nhựa PP và màng nhựa PE không có gì khác biệt.

Các cuộn màng ni lông thu được sau bước 2 được in ấn nếu có yêu cầu (in trục đồng hoặc in flexo), sau đó được đưa vào hệ thống máy cắt. Lúc này, người thợ cắt túi sẽ đưa một đầu của cuộn ni lông vào các con lăn điều hướng và con lăn kéo trên máy cắt. Con lăn kéo được truyền động bởi động cơ servo hoặc động cơ bước, sẽ kéo cuộn ni lông theo từng khoảng cách nhất định đã được cài đặt trước. Sau khi động cơ ngừng lại, ngay lập tức một thanh dao cắt vận hành bằng khí nén sẽ dập từ trên xuống, cắt cuộn ni lông thành từng đoạn. Một thanh hàn nhiệt sẽ được dập xuống đồng thời để ép hai mặt của ống màng nhựa dính lại với, nhau ngay vị trí vừa được cắt. Vết hàn nhiệt này sẽ trở thành phần đáy của túi ni lông. Tiếp theo, động cơ của trục lăn kéo sẽ lại tiếp tục kéo cuộn ni lông nguyên liệu với hành trình giống hệt như trước đó, và cứ thế tiếp diễn. Công nhân vận hành máy sẽ sắp từng xấp túi đã được cắt vào túi và đóng gói và quy trình sản xuất túi ni lông được kết thúc.

Đây là hệ thống máy cắt đơn giản nhất, để sản xuất loại túi trơn đơn giản, chỉ bao gồm miệng túi, đáy túi và thân túi. Những loại túi phức tap hơn như túi zipper, túi có nắp keo dán được thực hiện trên một loại máy khác gọi là máy cắt seal túi nhựa mà chúng tôi sẽ nhắc đến trong một bài viết khác.

Máy cắt túi ni lông có dao cắt và thanh hàn nhiệt vận hành bằng xi lanh khí nén