ĐỀ tài CAO SU TRONG sản XUẤT gối nệm

ĐỀ TÀI: CAO SU TRONG SẢN XUẤT GỐI NỆM MỤC LỤC TRANG Mục lục…………………………………………………………………………………… Lời mở đầu…………………………………………………………… Chương I: Nguyên vật liệu chế biến gia công cao su………………………….4 Khái niệm chung…………………………………………………………… Cao su thiên nhiên…………………………………………………………… 2.1 Mủ cao su thiên nhiên………………………………………………………………… 2.1.1.Thành phần, cấu tạo tính chất………………………………………………… 4-5 2.1.2 Các phương pháp cô đặc mủ cao su thiên nhiên………………………………… 2.1.3 Nhược ưu điểm Latex cao su công nghệ gia công………………… 2.2 Cao su sống…………………………………………………………………………… 2.2.1 Phương pháp sản xuất cao su crep xơng khói…………………………………… 2.2.2 Phương pháp sản xuất crep trắng………………………………………………….7 2.3 Thành phần hóa học………………………………………………………………… 2.4 Tính chất vật lý cao su thiên nhiên……………………………………………… 2.5 Tính chất cơng nghệ cao su thiên nhiên…………………………………………9 2.6 Tính chất lý cao su thiên nhiên……………………………………………… Chương II: Latex………………………………………………………………………….10 Định nghĩa……………………………………………………………………………… Phân loại………………………………………………………………………………… Thành phần hóa học latex………………………………………………………….12 3.1 Latex cao su…………………………………………………………………………… 3.2 Chất tạo bọt…………………………………………………………………………… 3.3 Chất gel hóa…………………………………………………………………………… 3.4 Chất ổn định bọt……………………………………………………………………… 3.5 Hệ lưu hóa……………………………………………………………………………… 3.6 Hệ phịng lão…………………………………………………………………………… ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 1 ĐỀ TÀI: CAO SU TRONG SẢN XUẤT GỐI NỆM Chương III: Quy trình cơng nghệ sản xuất nệm gối…………………………………………13 Sản phẩm nệm, gối…………………………………………………………………………… 1.1 Nệm………………………………………………………………………………………13-14 1.2 Gối………………………………………………………………………………………… 14 1.3 Bộ nhớ xốp………………………………………………………………………………… 15 Quy trình sản xuất………………………………………………………………………… 16 Các phương pháp làm nệm cao su…………………………………………………………… 3.1 Phương pháp talalay………………………………………………………………………… 3.1.1 Giới thiệu…………………………………………………………………………………… 3.1.2 Quy trình talaylay……………………………………………………………………17-20 3.2 Phương pháp Dunlop………………………………………………………………………21 3.2.1 Sự giống quy trình Dunlop talalay……………………………………… 3.2.2 Sự khác quy trình Dunlop talalay……………………………………21-22 3.3 So sánh hai phương pháp Dunlop talalay…………………………………………… 22 Phân biệt nệm cao su thiên tổng hợp……………………………………………………23 Nệm/gối cao su non…………………………………………………………………………… Dây chuyền thiết bị sản xuất………………………………………………………………… 6.1 Giới thiệu máy sản xuất nệm/gối……………………………………………………23-24 6.2 Tính dây chuyền sản xuất nệm………………………………………………….24 6.3 Thông số kỹ thuật…………………………………………………………………………… 6.4 Điều kiện vận hành………………………………………………………………………… Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………………… 25 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Lời Mở Đầu Cao su loại vật liệu phổ biến, cao su sử dụng chế tạo sản phẩm phục vụ cho đời sống ngày, nhu cầu đời sống ngày nâng cao vấn đề tiện nghi để chăm sóc cho giấc ngủ nhà sản xuất quan tâm phát triển Ngày nay, nệm, gối cao su lựa chọn mà người dùng tin dùng Nó thay cho loại gối mệm mút, gịn hay bơng cũ Với chất liệu cao su đàn hồi, người dùng sử dụng với thời gian lâu chất liệu khác, đảm bảo không bị lún, biến dạng Đề tài em trình bày Quy trình cơng nghệ sản xuất cao su gối, đệm Ứng dụng công nghệ lĩnh vực CHƯƠNG I: NGUYÊN VẬT LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN VÀ GIA CÔNG CAO SU Khái niệm chung vật liệu cao su - Cao su vật liệu polyme có tính chất đặc trưng có biến dạng đàn hồi cao - Cao su có chất hợp chất cao phân tử có tính chất đặc trưng hợp chất cao phân tử Cấu tạo mạch phân tử cao su tạo thành nguyên tử hay nhóm nguyên tử lặp lặp lại nhiều lần, nối với liên kết hóa học - Hoạt động hóa học, tính kỹ thuật cao su phụ thuộc vào cấu tạo, thành phần hóa học, khối lượng phân tử, phân bố khối lượng phân tử xếp nhóm nguyên tử mạch phân tử - Độ bền nhiệt cao su phụ thuộc chủ yếu vào lượng liên kết ngun tử hình thành mạch chính: lượng cao độ bền nhiệt cao su lớn - Đại lượng ảnh hưởng nhiều đến tính chất lý, tính chất kỹ thuật cơng nghệ lực tác dụng tương hỗ đoạn mạch, mắt xích, nhóm mạch đại phân tử - Cao su có chứa nhóm phân cực lớn mạch chính, lực tác dụng tương hỗ lớn mạch phân tử cứng, đàn tính vật liệu giảm nhanh giảm nhiệt độ, nhiệt độ hóa tỉnh lớn ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ - Cao su khơng phân cực có lực tác dụng tương hỗ mạch phân tử bé, vật liệu mềm dẻo nhiệt độ thấp, nhiệt độ hóa thủy tinh bé - Cùng loại cao su (có chất hóa học) trạng thái cấu trúc tinh thể nhiệt độ hóa thủy tinh lớn trạng thái cấu trúc vơ định hình - Khối lượng phân tử dải phân bố khối lượng phân tử cao su ảnh hưởng đến tính chất cơng nghệ, tính chất lý vật liệu: khối lượng phân tử tăng khoảng độ mài mịn đàn tính vật liệu tăng Cao su thiên nhiên 2.1 Mủ cao su thiên nhiên 2.1.1 Thành phần, cấu tạo tính chất - Mủ cao su thiên nhiên nhũ tương nước hạt latex cao su với hàm lượng phần khô từ 28% đến 40% Các hạt latex vơ bé có hình dạng trứng gà - Hạt latex có cấu tạo gồm lớp: + Lớp thành phần mạch phân tử cao su hyđrocacbon + Lớp bên ngồi chất nhũ hóa bao bọc phân tử cao su, làm nhiệm vụ bảo vệ latex khơng bị keo tụ Lớp cịn gọi lớp hấp phụ, thành phần bao gồm: Nước, hợp chất chứa nitơ, protein, muối axit béo (xà phòng), chất béo Kích thước hạt latex từ 0,05-3, chúng trạng thái chuyển động Braon ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ - Số lượng hạt 1g mủ với hàm lượng phần khơ 40% 5.10", đường kính hạt trung bình 0,26 - Các hạt latex mang điện tích âm –40 mV đến -110 mV - Mủ cao su lấy từ ban đầu có tính kiềm yếu (pH=7,2) Sau vài bảo quản giá trị pH giảm xuống cịn khoảng 6,9-6,6 latex dân bị keo tụ lại Do để bảo quản latex người ta cho vào mủ dung dịch amoniac 0,5% dung dịch KOH5% để giữ cho pH mủ luôn đạt từ 11-13 2.1.2 Các phương pháp cô đặc mủ cao su thiên nhiên Để dễ dàng vận chuyển cao su thiên nhiên dễ sử dụng người ta tiến hành cô đặc nhằm tách loại bớt phần serum Có nhiều phương pháp tiến hành đặc như: a Phương pháp lắng - Do có khác biệt khối lượng riêng phần khô (cao su) serum nên áp dụng tượng lắng tách tự nhiên pha cao su, nhiên trình xảy chậm - Để tăng tốc cho trình lắng tách phân lớp người ta cho thêm vào số loại hợp chất có tính chất sau: + Giảm lực hấp phụ lớp vỏ hạt latex nước serum + Làm tăng khối lượng riêng pha serum nhằm tăng khác khối lượng riêng + Khơng gây tượng keo tụ q trình phối trộn * Ưu điểm: - Thu hàm lượng polyme cao (60%) - Tách phần lớn chất tan - Latex có độ ổn định cao - Đơn giản khơng địi hỏi thiết bị phức tạp, dễ tiến hành - Không tiêu tốn lượng * Nhược điểm: Năng suất thấp, thời gian cô đặc kéo dài b Phương pháp ly tâm Dùng máy ly tâm với vận tốc 1800 v/p * Ưu điểm: - Thu mủ hàm lượng cao su cao đạt từ 60-65% - Năng suất cao, thời gian cô đặc giảm - Hàm lượng chất tan nước giảm nhiều * Nhược điểm: Latex thu bền tác dụng lực ly tâm lớn nên gây phá vỡ lớp bao bọc bên hạt latex c Phương pháp bay tự nhiên - Phương pháp sử dụng rộng rãi sở sản xuất nhỏ - Để chống tượng keo tụ amôniăc bị bay hơi, người ta thường cho thêm vào dung dịch KOH 5% muối natri axit béo để làm chất nhũ hóa (có tác dụng ổn định nhũ tương) * Ưu điểm: Không tiêu tốn lượng, dễ tiến hành ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ * Nhược điểm: - Phương pháp thủ cơng địi hỏi thiết bị cổng kềnh, nhà rộng thống mát - Mủ thu có hàm lượng polyme không cao - Chứa hầu hết chất tan nước - Năng suất thấp, thời gian cô đặc kéo dài 2.1.3 Nhược ưu điểm latex cao su công nghệ gia công a Ưu điểm - Tiết kiệm lượng không cần cần luyện cho phụ gia vào mủ cao su cao su sống - Tiết kiệm mặt bằng, đòi hỏi thiết bị cồng kềnh, phức tạp - Chất lượng sản phẩm cao mạch phân tử cao su không bị cắt đứt - Khi nhúng vào vải mành cao su dễ thấm qua khe hở sợi làm tăng sức kết dính lớp vải mành b Nhược điểm - Các chất độn bổ cường khơng có tác dụng tăng cường lực mà làm tăng độ cứng cho cao su - Cao su bị co rút nhiều nước mủ bốc hơi, dùng sản xuất vật phẩm có thành mỏng - Mủ cao su khó tồn trữ lâu di chuyển xa khơng thuận lợi cịn chứa 30-40% nước 2.2 Cao su sống Cao su sống sản xuất từ mủ cao su chủ yếu phương pháp: Keo tụ mủ cao su, rửa phần keo tụ nước mềm sấy đến độ ẩm cần thiết, phương pháp thu cao su chất lượng tốt Cho bay nước, sau rửa sấy, phương pháp cao su có chất lượng 2.2.1 Phương pháp sản xuất cao su cếp xơng khói Crếp xơng khói sản xuất từ mủ cao su phương pháp keo tụ Công nghệ sản xuất loại dây chuyển bao gồm công đoạn khép kín: Lọc → Pha lỗng — Keo tụ — Cán ép nước → Cán rãnh → Ngâm nước — Sấy xơng khói → KC$ + đóng gói - Lọc: Mục đích cơng đoạn tách tạp chất học cặn bã cát, sạn, đá, sỏi, vỏ cây, cục cao su bị keo tụ tác dụng lực học trình vận chuyển làm phá vỡ lớp vỏ bảo vệ hạt latex Lọc lưới với mắt sàng có đường kính 54 micromet - Pha loãng: dùng nước mềm cho vào mủ cao su đến nồng độ khoảng 15-17%, nhằm tách bớt hợp chất tan nước - Keo tụ: sau pha loãng cho vào thùng chuyên dùng khuấy với dung dịch axit axetic 1% keo tụ hoàn toàn Latex lúc phân thành hai - Cán ép nước: Cao su vớt cho lên máy ép nước loại máy cán trục khơng tỷ tốc, bề mặt trục cán phẳng Mục đích công đoạn loại bỏ hợp chất ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ tan nước theo trình cán rửa nước mềm phần serum bám vào lớp vỏ cao su keo tụ Cao su cần dạng có độ dày khoảng mm - Cán rãnh: mục đích làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt để thực ý đồ cơng nghệ sau chống dính cho cao su - Ngâm nước: sau cần rãnh đem đem ngâm nước mềm thời gian từ 10 đến 15 nhằm loại bỏ chất tan nước, tách triệt để axit axetic dùng keo tụ - Sấy xơng khói: Sau ngâm, vớt cao su cho lên giá có bánh xe trượt đường ray để chuyển vào lị sấy xơng khói Lò sấy gồm tầng: tầng giá đỡ cao su, tầng để loại chất đốt bẹ dừa, vỏ lạc, củi tươi, tre nứa Sấy đến 10 ngày đêm Nhiệt độ sấy từ 45-50 °C Cao su xơng khói có màu vàng nâu phenol, dẫn xuất phenol khuyếch tán vào cao su, tác dụng không khí bị oxy hóa Phenol dẫn xuất phenol có khói lị có tác dụng bảo vệ cao su tác dụng vi sinh vật khả chống lão hóa 2.2.2 Phương pháp sản xuất crếp trắng Cếp trắng sản xuất gồm công đoạn tương tự crếp xơng khói, nhiên có khác công đoạn sau: - Trước keo tụ latex cho vào dung dịch NaHSO, 1% (tỷ lệ 1/10), sau keo tụ phần latex trình tạo axit H,SO; theo chế: 2NaHSO,→ Na₂SO3 + H₂SO, - Sau tiếp tục cho dung dịch axit axetic 1% vào để tiến hành keo tụ mủ cao su - Vớt phần cao su keo tụ qua sàng nhiều tầng, cho qua cán rửa cao su máy trục gồm máy Trong công đoạn dùng nước mềm để rửa chất tan nước, vết muỗi axit lại cao su keo tụ Công đoạn kết hợp với việc tạo văn nhằm bề mặt crếp nhằm tăng diện tích tiếp xúc với nước rửa - Sau cần xuất dày khoảng mm, đem treo giá chuyển vào lị sấy khơ nhiệt độ 35-40 °C khoảng thời gian từ 2-3 tuần 2.1.3 Cấu tạo hóa học cao su thiên nhiên - Cao su thiên nhiên polyme thuộc loại polyizopren có mạch đại phân tử hình thành từ mắt xích izopenten điều hịa khơng gian mạch thẳng dạng cis (98%- 100%) dạng trans (2% – 0%) -[ CH₂-CH=CH-]nI CH, 1,3.106 - Khối lượng phân tử trung bình cao su thiên nhiên - Loại nhựa có tên gọi Gutapetra có cấu tạo hóa học mạch đại phân tử gần giống với cao su thiên nhiên, nhiên mạch có cấu trúc mạch thẳng khơng gian điều hòa dạng trans chiếm chủ yếu (98% - 100%) khối lượng phân tử từ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 36.10 −3 50.10 −3 đến Loại nhựa có mức độ kết tinh cao vận tốc kết tinh lớn → Sự khác hai loại nhựa hệ khác cấu trúc không gian đồng phân 1,4 cis izopenten 1,4 trans izopenten 2.3 Thành phần hóa học - Các chất chứa nitơ (protein) → Hàm lượng phụ thuộc vào yếu tố như: phương pháp sản xuất cao su, phương pháp lấy mủ cao su a) Các chất trích ly aceton Góm: 51% acid béo (acid oleic, acid stearic ) giữ vai trò làm chất trợ xúc tiến cho q trình lưu hóa cao su chất làm mềm, vừa có tác dụng chống lại ơxyhố mạch đại phân tử → có tác dụng làm chất phịng lão cho cao su b) Các chất chứa nitơ Góm: Prôtein (chủ yếu) Các sản phẩm phân huỷ prôtein acid amin Thành phần prôtein xác định phương pháp Kendan: 50-55% 0; 6,5-7,3% H; 21-24% 0; 15-18% N; 0-2,4% S Khối lượng phân tử prôtein 3400 → tác dụng làm tăng vận tốc q trình lưu hố, chất phịng lão cho cao su, nhiên làm tăng khả hút ẩm, giảm tính cách điện vật liệu c) Chất khống - chất tro Gồm: Các hợp chất kim loại kiềm, kiềm thổ: Muỗi natri, kali, magiê hợp chất kim loại có hóa trị thay đổi Fe,O,, MnO,, CuO 2.4 Tính chất vật lý cao su thiên nhiên - Vận tốc kết tinh lớn xác định –25 °C - Cao su thiên nhiên tinh thể nóng chảy 40 °C - Khối lượng riêng: 914 kg/m³ - Nhiệt độ hoá thuỷ tinh: -70 °C - Hệ số giãn nở thể tích: 656.104 dm³/ °C - Nhiệt dẫn riêng: 0,14 W/m °K - Nhiệt dung riêng: 1,88 kJ/kg "K - Nửa chu kỳ kết tinh –25°C: - - Thẩm thấu điện môi tần số dao động 1000 hec/s: 2,4-2,7 1, 6.10−3 - Tang góc tổn thất điện mơi: ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ - Điện trở riêng cấp trắng: 5.1012 Ω 3.1012 - Điện trở riêng crếp xơng khói: Ω - Cao su thiên nhiên tan tốt dung môi hữu mạch thẳng, mạch vịng teraclorua sunfuacacbon, khơng tan rượu, aceton, xeton 2.5 Tính chất cơng nghệ cao su thiên nhiên - Trong trình bảo quản cao su thiên nhiên chuyển sang trạng thái tinh thể → làm giảm tính mềm dẻo vật liệu.C - Độ nhớt cao su phụ thuộc vào chất lượng đại lượng đặc trưng cho tính chất cơng nghệ cao su thiên nhiên Ví dụ: Đối với cao su thiên nhiên 144°C độ nhớt 95 Muni Đối với cao su loại SMR-50 độ nhớt 75 Muni Cao su công đoạn sơ luyện độ dẻo P=0,7-0,8 Phương trình quan hệ độ dẻo (P.) độ nhớt Muni (n): n(Muni)= 5,06 +2,25P - 0,001P,2 - Để đánh giá độ ổn định tính chất cơng nghệ cao su dùng hệ số ổn định độ dẻo PRI Hệ số ổn định độ dẻo PRI cao vận tốc hóa dẻo cao su nhỏ — khả chống lão hoá tốt - Cao su thiên nhiên có khả phối trộn tốt với chất độn chất phụ gia máy luyện kín hở, có khả cần trắng, ép phun tốt, mức độ co ngót kích thước sản phẩm nhỏ 2.6 Tính chất lý cao su thiên nhiên - Tính chất lý cao su thiên nhiên xác định theo tính chất lý hợp phần cao su tiêu chuẩn : - Hỗn hợp cao su thiên nhiên lưu hoá nhiệt độ 150°C thời gian 20-30 phút - Các tính chất lý hỗn hợp phải đạt: + Độ bền kéo đứt: 23 Mpa + Độ dãn dài tương đối: 700% + Độ dãn dài dư: ≤ 12%+ Độ cứng tương đối: (Shore) 65 - Hỗn hợp có tính chịu lạnh tốt, đàn tính cao, chịu tác dụng lực động học tốt ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHƯƠNG II: LATEX Định nghĩa: Latex cao su trạng thái nhũ tương (thể sữa trắng đục) hạt tử cao su (pha phân tán) môi trường phân tán lỏng Ở Việt Nam, latex gọi mủ cao su nước Phân loại: Latex cao su chia làm loại:  Latex cao su thiên nhiên (NR): Hay nói xác latex cao su Polyisoprene thiên nhiên thu hoạch từ cao su, chủ yếu loại Hevea Brasiliensis (thuộc họ Euphorbiaceae), phương pháp cạo mủ Cấu tạo latex bao gồm:  Pha phân tán: hạt tử cao su Polyisoprene – tổng hợp đường sinh học (điều khiển hệ thống enzim) Chính Polyisoprene thu có đặc tính ưu việt cấu trúc – điều hịa lập thể cao: 100% đồng phân dạng cis, khối lượng phân tử lớn đồng nhất, mức độ kết bó chặt chẽ, … Hàm lượng hạt tử cao su tùy theo đặc tính sinh lý dao động từ 25 – 45%  Môi trường phân tán: serum lỏng có thành phần phức tạp bao gồm thành phần chủ yếu nước (52 – 70%), protein (2 – 3%), acid béo dẫn xuất (1 – 2%), glucid heterosid (khoảng 1%), khoáng chất (0.3 – 0.7%)  Latex cao su tổng hợp (Synthetic rubber): Cao su tổng hợp có nhiều loại : Polyisoprene (IR); Polybutadiene (BR); Styrene – Butadiene copolymer (SBR); Ethilene – Propilene copolimer (EPDM); Polyisobutylene (cao su Butyl); Polychloroprene (CR); Acrylonitrile – Butadiene copolymer (cao su Nitrile); Polyacrylate; Polyurethane (cao su PU); Polysilicone (cao su Silicone); … Mỗi loại cao su chứa đựng đặc trưng kỹ thuật riêng khác biệt chất cấu tạo chúng Tương ứng có nhiều loại latex cao su tổng hợp Tuy nhiên, ngành sản xuất nệm chủ yếu dùng latex cao su tổng hợp SBR, hình thành phương pháp đồng trùng hợp nhũ tương từ hai loại monomer Styrene Butadiene Cấu tạo latex gồm:  Pha phân tán: hạt tử cao su Styrene – Butadiene copolymer  Môi trường phân tán: chủ yếu nước số hệ chất xúc tác cho phản ứng đồng trùng hợp nhũ tương ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ Loại đặc tính Chỉ tiêu Nệm 100% NR Nệm 100% SBR Thành phần nguyên tố C–H C–H Độ phân cực Gần không cực Gần không cực Khối lượng phân tử Rất lớn Không lớn Tỷ trọng Cao Thấp Cao Không cao Mức độ điều hịa lập thể Rất cao Khơng cao Trật tự liên kết Rất cao Khơng cao Mức độ kết bó Tương đối chặt chẽ Vừa phải 3.1 Độ không no Lớn Vừa phải Latex cao Độ đàn hồi Cao Vừa phải Độ biến dạng dư Thấp Cao trên) Độ bền kéo đứt Cao Vừa phải 3.2 Chất Độ chịu lão hoá Thấp Vừa phải Màu sắc Vàng kem Trắng ngà đục Mùi Cao su nhẹ đến nặng Không mùi Độ dai Khá cao Thấp Độ xẹp lún Thấp Khá cao Mức độ tiện nghi thoải mái Cao Vừa phải Tốc độ ngã màu Nhanh Chậm Mức độ thân thiện với môi trường Cao Thấp BẢN CHẤT CẤU TẠO Độ đồng khối lượng phân tử CỦA VẬT LIỆU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT NGOẠI QUAN Thành phần hóa học Latex: su.(đã giới thiệu tạo bọt:  L chất q trình lưu hóa nhiệt phân nên có khả phóng thích chất khí N2, O2… tạo khoảng trống có hình dáng tổ ong nhỏ cực nhỏ  Khi sử dụng ta cần lưu ý đến chất chất đó, độ mịn, nhiệt độ bị phân giải, khả tạo khí… ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ  Thường dạng bột, ta đề cập tới phụ gia dùng latex nên ta sử dụng chất dạng dung dịch hay nhũ tương potassium oleate sử dụng phổ biến nhất, hỗn hợp soaps chất ổn định gọi Emulsion E3 3.3 Chất gel hóa:  Là chất đưa vào hỗn hợp latex nhằm tăng sức căng bề mặt bọt khí điểm đơng đặc giữ bọt khí trạng thái ổn định  Người ta thường sử dụng sodium silicofluoride, CO 2, CFC để làm tác nhân gel hóa chúng latex 3.4 Chất ổn định bọt:  Là chất xem tác nhân gel hóa thứ cấp Khi đưa vào hỗn hợp latex có tác dụng giữ cho bọt không bị vỡ ta khuấy tạo gel  Ta dùng ZnO hay loại chất ổn định bọt thương mại bán thị trường Foamax 3.5 Hệ lưu hóa: thường sử dụng hệ lưu hóa lưu huỳnh (dùng chung với hệ xúc tiến, ZnO, acid stearic) 3.6 Hệ phòng lão: hệ amin, phenol CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT NỆM GỐI Sản phẩm nệm gối 1.1 Nệm ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Hiện nay, loại nệm tiếng ưa chuộng làm từ Latex xốp tự nhiên Điều dễ hiểu nhà sản xuất nắm bắt tính chất đặc biệt phù hợp cùa Latex xốp tự nhiên: - Tế bào Latex xốp tự nhiên có cấu trúc mở, giúp nệm Latex xốp có tính đàn hồi cao, chịu tải trọng Latex cung cấp kết hợp hoàn hảo tiện nghi hỗ trợ Nó phù hợp với hình dạng thể, nhẹ nâng đỡ thể suốt đêm dài, áp lực giảm nhiều so với loại xốp thơng thường - Ngồi ra, lỗ xốp đóng vai trị lỗ thơng gió, để khơng khí lưu thơng tự nhiên nhờ giải nhiệt đồng toàn thể giữ lại độ ẩm thích hợp với da - Latex xốp tự nhiên loại sản phẩm thân thiện với người, khơng gây dị ứng khó chịu cho da Đồng thời, thân Latex tự nhiên có chất ức chế phát triển vi khuẩn mốc QUY CÁCH SẢN PHẨM NỆM Sản phẩm nệm thường quy định bề ngang, chiều dài bề dày nệm Ví dụ : nệm 1,5m x 1,9m x 0,2m nghĩa : nệm có bề ngang 1,5m; chiều dài 1,9m bề dày 0,2m Bề dày sản phẩm nệm thị trường thường : 0,05m; 0,075m; 0,1m; 0,125m; 0,15m; 0,175m; 0,2m Chiều dài sản phẩm nệm thường 2m 1,9m Chiều rộng sản phẩm nệm có nhiều kích thước khác như: 0,8m; 1m; 1,2m; 1,6m; 1,8m ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 1.2 Gối Song song với nệm tốt có chức nâng đỡ cột sống gối tốt giúp hỗ trợ vị trí đầu cổ bạn suốt giấc ngủ Với Gối Latex xốp, bạn cịn tỉm thấy nhiều bất ngờ -Gối Latex xốp mang lại thoải mái : -Phù hợp với hình dạng đầu, cổ nâng niu đầu bạn với tư thoải mái -Gối Latex xốp sản phẩm thân thiện Có khả ngăn ngừa chống vi khuẩn Phù hợp cho tất khó chịu dị ứng cịn đem lại khơng khí trong suốt giấc ngủ -Gối Latex xốp thơng gió tự nhiên : Hàng trăm lỗ Latex xốp cung cấp tối đa cho khơng khí lưu thơng, ngăn ngưà độ ẩm , khiến bạn cảm thấy thoái mái tất mùa khí hậu -Gối Latex xốp : kháng bụi tiện lợi Kháng bụi gấp lần so với vật liệu thường, có khả tự làm Có thể bỏ trực tiếp vào máy giặt mà không sợ ảnh hưởng đến chất lượng gối -Gối Latex xốp có mẫu mã đa dạng Có thể phù hợp với sở thích mềm mại, cao thấp, hình dáng Gối Latex đặt làm theo yêu cầu Đặc biệt cịn có nhiều mẫu gối phù hợp cho việc du lịch 1.3 Bộ nhớ xốp ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Ban đầu phát triển cho NASA năm 1970, VISCO dây cao su xốp nhớ nhanh chóng trở thành lựa chọn ngành công nghiệp vật liệu giường nệm - Một đặc điểm quan trọng nhớ xốp phục hồi chậm, nhờ làm thuyên giảm đáng kể lực tác động, giống với trọng lực tạm thời Ngay lúc nhớ xốp in khn thể bạn, nhờ bạn ngủ tư thoải mái - Giảm áp lực tốt Bộ nhớ xốp có khả giảm áp lực loại vật liệu nào, điều lý sử dụng nhiều ứng dụng y tế khác Cân nặng khơng tính đến cho nhớ xốp có khả hấp thụ áp lực tái phân bố lại áp lực tồn bề mặt nệm Dẫn đến giảm áp lực đáng kể toàn thể cột sống Nệm phù hợp với thể, hỗ trợ cột sống vị trí giải phẫu học Bộ nhớ xốp hoàn hảo cho thể dọc theo đường cong, hỗ trợ toàn thể, cải thiện lưu thông máu cho phép bắp thư giãn, tái tạo lại sức khỏe giấc ngủ - Nhạy cảm nhiệt: Bộ nhớ xốp giúp thể để trì nhiệt độ lý tưởng, loại bỏ bớt độ ẩm ln trì độ ẩm thích hợp Đây khơng phải nệm mềm cịn khn cong cơ, nâng đỡ thể bạn dọc theo vai, cột sống, hông, chân .Đường cong ghi nhớ, nhờ cải thiện lưu thông máu ngủ, làm giảm bớt độ tưng nảy đem lại giấc ngủ sâu cho bạn Nó giúp bạn có giấc ngủ vị trí từ 4-8 mà khơng cần chuyển tư Quy trình sản xuất ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ (1) Từ Thiên nhiên -> (2) Khai thác nhựa cao su -> (3) Trộn công thức -> (4) Trộn khí nén để tạo bọt -> (5) Làm đầy khuôn hỗn hợp bọt -> (6) Nướng -> (7) Loại bỏ lõi cao su khỏi khuôn -> (8) Rửa -> (9) Sấy khơ -> (10) Kiểm sốt chất lượng -> (11) Kho -> (12) Vận chuyển Các phương pháp làm nệm cao su 3.1 Phương pháp Talalay 3.1.1 Giới thiệu Quy trình Talalay cơng nhận phương pháp sản xuất xốp latex vào năm 1936 Và đến cuối thập niên 1950, 40% lượng xốp latex sản xuất thị trường Bắc Mĩ sử dụng quy trình Cho đến cuối thập niên 1950, cách thức tạo bọt cho xốp latex qui trình Talalay chủ yếu tạo bọt hóa học, tức dùng chất dễ phân hủy tạo khí Cách làm khó tiến hành địi hỏi phải kiểm soát điều kiện chặt chẽ Cũng vào năm cuối thập niên 1950, quy trình Talalay cải tiến E.W.Madge, ứng dụng để sản xuất sản phẩm xốp latex ngày Bước cải tiến đáng kể nằm khâu tạo bọt cho latex Madge thay cách thức tạo bọt hóa học truyền thống kết hợp tạo bọt hóa học giãn nở chân khơng 3.1.2 Quy trình Talalay ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Bước : Tạo Talalay latex Người ta trộn latex cao su thiên nhiên, latex cao su tổng hợp phụ gia với Trong q trình trộn, khơng khí bơm vào hỗn hợp đánh thành bọt nhỏ li ti nằm hỗn hợp Kết thúc trình trộn này, ta hỗn hợp dạng kem gọi Talalay latex Các phụ gia cho vào latex thường : lưu huỳnh, hệ lưu hóa, hệ phịng lão, muối xà phịng Muối xà phịng có tác dụng giảm sức căng bề mặt bọt khí, giúp bọt khí tồn dạng hạt nhỏ li ti latex Các loại hóa chất dạng bột khơng tan nước như: S, ZDC, ZMBT, DPG, ZnO muốn phân tán tốt hỗn hợp latex ta cần phải nghiền cho thật mịn máy nghiền bi Trước nghiền cần vệ sinh máy thật Đồng thời để hóa chất phân tán thật tốt ta đưa thêm vào latex chất trợ phân tán, thời gian nghiền 24h Talalay latex bơm vào khuôn Bước : Đổ khn Tiếp đó, Talalay latex bơm vào khn phủ lớp hydrogen peroxide, đóng vai trị chất bơi trơn, giúp lấy sản phẩm dễ dàng ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Hệ số điền đầy Talalay latex khuôn luôn nhỏ Chính hệ số định độ cứng nệm sau : hệ số lớn nệm thành phẩm cứng ngược lại Thông thường người ta chọn hệ số làm đầy khuôn từ 0,3 đến 0,6 Sau Talalay latex cho vào khuôn với tỉ lệ thích hợp, người ta đóng khn lại tạo áp suất chân không khuôn Áp suất chân không làm latex nở lấp đầy khn Lúc này, số lượng bọt khí latex tăng lên nhiều lần Các bọt khí tồn hạt riêng lẻ, phân bố đồng latex Bọt khí phân tán latex trước sau tạo chân không Bước : Làm lạnh Latex khuôn làm lạnh nhanh xuống đến -30 oC Tốc độ làm lạnh nhanh làm lớp màng bọt khí bị vỡ ra, bọt khí nối với tạo thành cấu trúc hở Cấu trúc hở làm cho nệm có tính thấm khí cao, tạo thơng thống khí cho sản phẩm nệm sau Sự tạo thành cấu trúc hở làm lạnh latex ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Bước : gel hóa Khí CO2 bơm vào khn để gel hóa latex, giúp giữ vững cấu trúc hở lỗ xốp ổn định hình dạng sản phẩm khn Trước người ta dùng khí CFC để gel hóa latex Hiện để giảm thiểu nhiễm mơi trường, CFC thay thể CO2 Bước : lưu hóa sơ Khn nâng nhiệt độ lên 115oC để lưu hóa sơ Thời gian lưu hóa sơ khoảng 25 – 30 phút tùy thuộc bề dày sản phẩm Sau lưu hóa sơ bộ, sản phẩm đủ độ bền để giữ vững hình dạng lấy khỏi khn, đưa vào cơng đoạn Ở ta sử dụng khuôn làm nhơm để tính chất truyền nhiệt tốt nhôm bên ta gắn thêm truyền nhiệt nhằm tạo thuận lợi thêm cho trình truyền nhiệt lưu hóa, tạo độ thơng thống cho sản phẩm Năng lượng nhiệt cung cấp để lưu hóa hỗn hợp latex trao đổi nhiệt với nước nhiệt Hơi nước nhiệt tạo từ lò theo hệ thống ống dẫn đến bề mặt khuôn cung cấp nhiệt sau ngưng tụ thành nước phận trao đổi nhiệt lại dẫn lò qua hệ thống ống dẫn khí Bước : Rửa sản phẩm Nhằm giúp loại bỏ hóa chất dư bám sản phẩm xà phòng, tác nhân lưu hóa cịn sót, phụ gia cịn thừa, protein, chất bẩn, khí sinh q trình lưu hóa, khơng hóa chất góp phần làm biến mịn gây mùi khó chịu, làm sản phẩm trở nên xấu Sản phẩm lấy khỏi khn làm vịi phun nước Công đoạn thực kĩ lưỡng để khơng làm giảm độ bền sản phẩm lúc này, sản phẩm lưu hóa sơ nên độ bền thấp Sản phẩm giữ độ bền bề dày sản phẩm không giảm 4% so với trước rửa ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Một số hệ thống rửa sản phẩm Bước : sấy lưu hóa hồn tồn Nệm đưa vào thiết bị sấy, sấy nhiệt độ 85 oC vịng 30 phút lưu hóa nhiệt độ Bước : kiểm tra chất lượng sản phẩm Sản phẩm nệm kiểm tra độ đàn hồi 15 điểm xác định Một sản phẩm coi đạt chất lượng kết kiểm tra 15 điểm đạt độ đàn hồi Thử nén: trình tái tạo lại ảnh hưởng tương tự thể lên nệm người nằm lên nệm thời gian Cách thử: nén nệm cịn 50% kích thước ban đầu 22h 700C Sau lấy đo bề dày nệm cịn lại tính phần trăm độ dày bị Nếu giá trị cao thể khả chịu nén tốt sản phẩm, giá trị dao động 8-10% đạt yêu cầu Thử va đập: thực động tác người ngồi lên nằm xuống liên tục nệm thời gian dài Cách thử: lấy mẫu thử va đập theo theo tiêu chuẩn đặt vào máy Sau lấy để 24h hồi phục đem đo Giá trị thu lớn thể tính dẻo dai sản phẩm Hệ thống kiểm tra sản phẩm (hình bên trái) phận kiểm tra phóng to ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 3.2 Phương Pháp Dunlop 3.2.1 Sự giống quy trình Dunlop Talalay: Dunlop latex giống Talalay latex sử dụng latex thiên nhiên latex nhân tạo (synthetic) để tổng hợp Cũng bao gồm bước qui trình Talalay như: pha trộn hỗn hợp bọt, đổ khn, lưu hóa, rửa, sấy… 3.2.2 Sự khác quy trình Dunlop Talalay: Đặc điểm cơng nghệ Talalay Khi đổ khuôn lượng latex chiếm khoảng 80% thể tích khn Cơng nghệ phức tạp +Hỗn hợp latex phun vào khn kẹp có lõi nhơm, sau cho latex vào khn đậy kín, khuôn hút chân không +Latex nở môi trường chân không làm đầy khuôn tạo cấu trúc tổ ong Latex làm lạnh đến -30 0C để ngăn ngừa lắng tụ phụ gia để cấu trúc tổ ong ổn định +CO2 dùng để gây gel hỗn hợp latex Khuôn gia nhiệt đến 110 0C để lưu hóa phần lõi nệm Chi phí sản xuất tốn ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ Dunlop Hỗn hợp latex điền đầy khuôn, latex vào khn đơn giản +Khơng khí bơm vào latex lỏng tạo xốp +Latex cho vào khuôn, sử dụng Flouride để gây gel xốp khuôn Khuôn gia nhiệt để lưu hóa +Khơng cần tạo mơi trường chân khơng làm lạnh, khơng sục thêm khí vào khn Chi phí cho việc sản xuất rẻ Đặc tính sản phẩm Chất lượng cao hơn, ổn định Tạo sản phẩm có cấu trúc tổ ong, có đặc tính đàn hồi mềm mại nhiều Khơng xác, ổn định Talalay latex Sản phẩm có tỉ trọng cao, độ cứng cao cấu trúc xốp khơng bền 3.3 So sánh hai phương pháp Dunlop Talalay Sự khác phương pháp sản xuất khiến cho loại nệm quy trình có khác định Đầu tiên, phương pháp làm nệm cao su Dunlop có cơng nghệ hơn, q trình đơn giản chi phí sản xuất rẻ Trong đó, phương pháp sản xuất nệm cao su Talalay phức tạp chi phí cao gấp lần Tuy nhiên sản xuất nệm Dunlop khơng có tính ổn định, xác sản xuất nệm Talalay sản phẩm phẩm có tỉ trọng cao, độ cứng cao cấu trúc xốp khơng bền Mặt khác, nệm theo phương pháp Talalay có chất lượng cao hơn, ổn định cấu trúc tổ ong, đặc tính đàn hồi mềm mại  Hiện hầu hết dòng máy sản xuất nệm áp dụng quy trình Dunlop (DUNLOP) thay cho quy trình cũ Tela Lei ( TALALAY) Quy trình sử dụng nguyên lý tạo bọt hóa học, sau lần ép phun bọt đầu tiên, quy trình có chi phí độ khó thấp nhiều so với quy trình Tela Lei (TALALAY) Sản phẩm sản xuất có ưu điểm cơng nghệ tương đối đơn giản, giá thành rẻ, sản phẩm phát triển nhanh, có khả cạnh tranh thị trường mạnh Là phương pháp đại hữu hiệu cho doanh nghiệp Phân biệt nệm cao su thiên nhiên tổng hợp Cách phân biệt nệm cao su thiên nhiên nệm cao su tổng hợp phương pháp đốt cháy: Khi đốt cháy • Nệm (mattress) sản xuất từ cao su thiên nhiên bị hoá nhầy, chảy dẻo suốt q trình cháy • Nệm (mattress) sản xuất từ cao su tổng hợp (chủ yếu SBR - Cao su Styrene Butadiene copolymer) khơng bị hố nhầy, khơng chảy dẻo mà hố thành muội than khơ suốt q trình cháy ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ Nệm/gối cao su non Trên thực tế sản phẩm nệm, gối sản xuất từ "cao su non" – cao su khơng thể thu hoạch non Nệm cao su non thực chất làm từ Mousse Polyuréthane (PU) sản xuất từ hợp chất có nguồn gốc chất dẻo Polyuréthane foam Nhược điểm chất nệm gọi lại cao su non thường có tuổi thọ không cao, không dẻo dai cao su thiên nhiên 100% Bạn hồn tồn nhận thấy bung bở nệm sau thời gian ngắn sử dụng Dây chuyền thiết bị sản xuất 6.1 Giới thiệu máy sản xuất nệm, gối cao su Đây dây chuyền tự động hóa giúp người dùng sản xuất loại gối, nệm cao su nhờ quy trình từ xử lý, trộn-khuấy tạo bọt, dán-định hình, lưu hóa-giặt-sấy-đục lỗ-cắt-đóng gói cho thành phẩm Để quy trình sản xuất đại hóa tiết kiệm thời gian phải nhờ đến công nghệ dây chuyền giúp thực điều 6.2 Tính dây chuyền sản xuất nệm cao su - Tỉ lệ giãn nở tạo bọt hỗn hợp lên đến 20, tinh tế mềm mại, tạo bọt đồng - Bơm định lượng kép, cấp liệu đồng đều, chất lượng sản phẩm cao - Bơm trục vít thép khơng gỉ, nhiệt độ chống ăn mòn - Phần lưu hóa nhiệt độ hộp đạt khoảng 200 độ (Có thể điều chỉnh nhiệt độ tùy theo sản phẩm) - Thiết bị sản xuất nệm cao su giá tốt gia nhiệt khơng khí nóng, gia nhiệt dầu dẫn nhiệt, gia nhiệt nước,… ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ - Phần điều khiển nhiệt độ: điều khiển nhiệt độ tự động điều khiển điện - Thân hộp có tính cách nhiệt cực cao, sử dụng cách nhiệt inox bên 6.3 Thông số kĩ thuật - Khối lượng: 4500 kg - Kích thước máy: 75000 mm - Đường kính trục vít: 80 mm - Tỷ lệ tạo bọt: 10 lần - Nguyên tắc tạo bọt: tạo bọt vật lý - Công suất động máy sản xuất nệm cao su: 69 kW - Năng lực sản xuất: 600 kg/giờ - Phương pháp làm mát: nước - Phương pháp sưởi ấm: nước - Điện áp định mức: 380V 6.4 Điều kiện vận hành - Nhiệt độ môi trường yếu tố quan trọng việc vận hành máy, đảm bảo nhiệt độ bên nằm khoảng từ -5 độ C đến 40 độ C - Độ ẩm môi trường không vượt 85% - Trong khơng khí khơng lẫn khí có tính ăn mịn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất thành phẩm - Ngồi ra, khơng gian nhà máy phải sẽ, thống mát, khơng q khơ, đảm bảo cơng tác phịng chống cháy nổ vật liệu dễ cháy cao su ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ  TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình mơn kỹ thuật gia cơng cao su [2] www.books.google.com.vn [3] www.querycat.com [4] www.sleeptastic.com [5] Luận văn tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nệm, 2002 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ ... CƠNG NGHỆ Nệm /gối cao su non Trên thực tế khơng có sản phẩm nệm, gối sản xuất từ "cao su non" – cao su khơng thể thu hoạch non Nệm cao su non thực chất làm từ Mousse Polyuréthane (PU) sản xuất từ...ĐỀ TÀI: CAO SU TRONG SẢN XUẤT GỐI NỆM Chương III: Quy trình cơng nghệ sản xuất nệm gối? ??………………………………………13 Sản phẩm nệm, gối? ??………………………………………………………………………… 1.1 Nệm? ??……………………………………………………………………………………13-14... giản chi phí sản xuất rẻ Trong đó, phương pháp sản xuất nệm cao su Talalay phức tạp chi phí cao gấp lần Tuy nhiên sản xuất nệm Dunlop khơng có tính ổn định, xác sản xuất nệm Talalay sản phẩm phẩm