SLIDE mô tả máy ép PHUN và nêu QUY TRÌNH CHẾ tạo hộp NHỰA THÂN CỨNG từ máy ép PHUN

Hầu hết các loại thực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bụi, oxy, vi sinh vật… Vì vậy chúng phải được chứa đựng trong bao bì cẩn thận với mục đích đảm bảo đượ

Đề tài:

MÔ TẢ MÁY ÉP PHUN VÀ

NÊU QUY TRÌNH CHẾ TẠO HỘP

1 LƯU THẾ ĐĂNG KHOA

2 NGUYỄN HOÀI MINH

Hầu hết các loại thực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bụi, oxy, vi sinh vật…

Vì vậy chúng phải được chứa đựng trong bao bì cẩn thận với mục đích đảm bảo được chất lượng thực phẩm

ở thời gian dài nhất có thể

Bên cạnh đó, xã hội càng phát triển cũng đi đôi với nhu cầu người tiêu dùng được nâng cao, cho nên bao bì ra đời không chỉ với chức năng đơn thuần là bao gói và bảo vệ mà đã trở thành công cụ chiến lược trong quảng

bá sản phẩm và gây dựng thương hiệu.

KHÁI NIỆM VỀ NHỰA

Nhựa (plastic) có bản chất là polymer hay những bó sợi gắn chặt với nhau, có nguồn gốc hữu cơ (từ dầu mỏ), được tổng hợp hoặc bán tổng hợp bằng con đường hóa học

Có khối lượng phân tử

cao, có thể chứa thêm một

số phụ gia để gia tăng các

đặc tính của nhựa và hoặc

giảm thiểu chi phí

PHƯƠNG PHÁP ÉP PHUN

Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ

hệ thống đẩy

1 Hệ thống hỗ trợ ép phun:

Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun Hệ thống này gồm 4 hệ thống con:

 Thân máy ( Frame)

 Hệ thống điện (Electrical System)

 Hệ thống thủy lực (Hydraulic System)

 Hệ thống làm nguội (Cooling System)

Thân máy: liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau.

Hệ thống điện: cấp nguồn cho motor điện (electric motor) và hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt (heater band) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc Hệ thống này gồm tủ điện (electric power cabinet) và hệ thống dây dẫn

Hệ thống thủy lực: cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên Hệ thống này bao gồm bơm, van, motor, hệ thống ống, thùng chứa dầu…

Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol…

để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu (feed throat) bị nóng chảy Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-1200F Bộ điều khiển nhiệt nước (water temperature controller) cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn

2 Hệ thống phun:

Hệ thống phun làm 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 Hệ thống này gồm có các bộ phận:

 Phễu cấp liệu (Hopper)

 Khoang chứa liệu (Barrel)

 Các băng gia nhiệt ( Heater band)

 Trục vít (Screw)

 Bộ hồi tự hở (Non-return Assembly)

 Vòi phun (Nozzole)

Phễu cấp liệu: chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn Khoang chứa liệu: chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên

trong nó Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt Nhiệt

độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa

Các băng gia nhiệt: giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa

bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo

Trục vít: có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng: vùng cấp liệu, vùng nén, vùng định lượng.

Bộ hồi tự hở hay van hồi tự mở (Non-return assemdly or non-return valve): bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít và seat Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn

Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn Có nhiều loại vòi phun khác nhau, tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thich hợp

3 Hệ thống khuôn:

Khuôn bao gồm 2 phần, phần di động và phần di chuyển, lõi khuôn, hệ thống cuốn nối, thiết bị tách rời (vật thể rời khỏi khuôn) và hệ thống làm nguội Nhiệm vụ chủ yếu của khuôn ép phun bao gồm:

 Hướng dẫn dòng chảy nhựa lỏng

 Tạo dáng khối nhựa

 Làm nguội vật thể ép phun

4 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 thúc một chu kỳ ép phun Hệ thống này gồm các bộ phận:

 Cụm đẩy của máy (Machine ejectors)

5 Hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển giúp cho 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 của trục vít, vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực

Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng nút điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính (Computer screen)

+ Màn hình máy tính: cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp

+ Bảng điều khiển: gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy Một bảng điều khiển điển hình gồm có: nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay

Bên trong hệ thống điều khiển là bộ vi xử lý các rơ le, công tắc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian…

CHU KỲ ÉP

Giai đoạn kẹp (Clamping phase) : khuôn được đóng lại.

Giai đoạn phun (Injection phase) : nhựa điền đầy vào khuôn.

Giai đoạn làm nguội (Cooling phase): nhựa được làm đặc lại trong

khuôn

Giai đoạn đẩy (Ejector phase): đẩy sản phẩm nhựa ra khỏi khuôn.

THỜI GIAN CHU KỲ ÉP PHUN VÀ CÁCH RÚT NGẮN

THỜI GIAN CHU KỲ

Thời gian chu kỳ ép phun:

Là khoảng thời gian cần thiết để nhựa điền đầy lòng khuôn và bề dày sản phẩm đông đặc khoảng 90% Như vậy thời gian chu kỳ sẽ là tổng các khoảng thời gian của từng giai đoạn ép phun Các khoảng thời gian này là:

 Thời gian phun

 Thời gian giữ: gồm thời gian định hình và thời gian làm lạnh

 Thời gian mở khuôn

 Thời gian đóng khuôn: không đáng kể có thể bỏ qua

Cách rút ngắn thời gian chu kỳ:

Thông thường thời gian chu kỳ tăng là do:

• Nhiệt độ của khuôn và nhiệt chảy dẻo của nhựa cao

• Hệ thống làm nguội thiết kế không tốt

• Tốn nhiều thời gian trong giai đoạn phun và giữ

Như vậy, để giảm thời gian chu kỳ ta sẽ giải quyết các vấn đề sau:

• Giảm thời gian phun

• Giảm thời gian giữ

• Giảm thời gian làm lạnh đến mức tối thiểu

MỘT SỐ LOẠI MÁY ÉP PHUN

SẢN PHẨM HỘP NHỮA THÂN CỨNG

NGUYÊN LIỆU:

 PE (polyethylene): Là một nhựa nhiệt dẻo được sử dụng phổ biến

trên thế giới Được phân loại thành các nhóm chính sau:

0.926 – 0.940g/cm 3 Có thể tạo màng mỏng hoặc khi có yêu

cầu cần độ cứng cao hơn LDPE.

HDPE (PE mật

độ cao)

0.941 – 0.965g/cm 3 Cứng hơn và chịu nhiệt cao hơn so với

hai loại trên Được dùng làm bao bì thanh trùng bằng hơi nước.

PE có tính ngăn cản nước và độ ẩm rất tốt, tính này càng tốt khi mật

độ của PE càng cao

PE cũng có tính hàn nhiệt rất tốt và vẫn giữ được tính mềm dẻo ở mật độ rất thấp nó có thể được sử dụng ở điều kiện đông lạnh –50oC (–58oC)

Khi thay đổi nhiệt độ thì độ nhớt của nó cũng thay đổi đều, vì vậy nó

dễ xử lý và biến đổi

Về mặt sinh lý học, không có sự bất lợi nào liên quan đến PE vì khi cháy nó chỉ sinh ra khí CO2 và nước

Độ bền hóa học: Ở nhiệt độ thường PE bền vững với H2SO4 và HNO3(ở nồng độ loãng) với HCl, H3PO4, HCOOH và CH3COOH đặc PE còn bền vững với NH3 và các muối amoni, các dung dịch kiềm.

PE không bền vững với môi trường HNO3, H2SO4 đặc, không bền với axit cromic

Độ bền thời tiết: ở điều kiện bình thường, tác dụng của oxi xảy ra yếu,

nhiệt độ tăng quá trình oxi hóa tăng PE dưới ánh sáng mặt trời quá trình lão hóa càng tăng nhiều so với quá trình oxi hóa khi gia công và khi sử dụng

Độ chịu lạnh của PE (tính chất nhiệt học) khá cao: –700C PE mới bắt đầu giòn Tuy nhiên nhiệt độ nóng chảy thấp Khoảng nhiệt độ làm việc – 400C đến – 600C

PE là loại vật liệu có tính cách điện có chất lượng cao, dùng trong kĩ thuật điện tần số cao.Tuy nhiên tính cách điện của PE cũng thay đổi theo nhiệt độ

 PP (polypropylene):

PP được dùng dưới dạng bao bì cho thực phẩm làm sẵn đưa vào lò đối lưu hoặc đun sôi Nó cũng thông dụng khi sản suất nắp đậy bằng phương pháp ép phun

Do mật độ của PP thấp (0.90 g/m3) và lực cao bền nên nó có thể tạo

ra màng mỏng hơn làm cho nó có thể cạnh tranh với màng làm từ

PE trong một vài ứng dụng đặc biệt Nó cũng có thể dùng thay cho cellophan

Màng PP được định hướng (OPP), nghĩa là kéo căng theo 1 hoặc 2 hướng, để có lực bền và độ cứng tốt hơn Màng OPP có độ cứng vừa đủ nên dễ dàng xử lý nó nhiều loại thiết bị đóng gói, nó hoàn toàn trong suốt và có tính ngăn cản độ ẩm và mùi hương tốt

PP chịu lạnh kém( ở nhiệt độ -5 ÷ –150C bị giòn) Khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp của PP (-5÷400C)

Với ánh sáng ban ngày bình thường thì cả PP không chứa chất ổn định tính chất cơ lý hóa của nó không bị thay đổi trong suốt thời gian dài (tối thiểu 2 năm )

Với nhiệt độ bình thường PP không tan trong các dung môi, nó chỉ trương nở trong cacbua thơm hoặc cacbua được clorua hóa Ở nhiệt

độ ≥800C, PP tan trong dung môi như C6H6 , Silen, tera clorua metan (CCl4) ; CHCI3 clorua form

PP cứng hơn rất nhiều so với PE Độ bền cơ học của PP phụ thuộc rất mạnh vào tốc độ chất tải Nếu tốc độ chất tải càng thấp thì giá trị của các chỉ số cơ học của PP càng cao

Tính chất cách điện cũng như độ bền của nước của PP gần như PE Nếu so sánh với PE thì PP chịu lạnh kém hơn, dễ bị oxi hóa

 PVC (polyvinylclorua):

Được sản xuất thành 2 loại cứng và mềm dẻo Loại PVC cũng có tính ngăn cản độ ẩm và khí tốt, tính kháng mỡ tốt PVC cũng được dùng nhiều trong bao bì nhiệt định hình đóng gói bơ, dầu thực vật… Nhờ vào tính trong suốt mà PVC được dùng dưới dạng chai nước khoáng, dùng trong mỹ phẩm, dầu ăn và nước cốt trái cây

Sản phẩm PVC trước đây (1920 trở đi) được sử dụng với số lượng rất lớn, nhưng ngày nay đã bị PE vượt qua Hiện nay, PVC phần lớn dùng bao bọc dây cáp điện, làm ống thoát nước, áo mưa, màng nhựa gia dụng…

Trong PVC có chất vinylchoride, thường được gọi là VCM có khả năng gây ung thư (phát hiện 1970)

Sử dụng làm nhãn màng co các loại chai, bình bằng nhựa hoặc màng

co bao bọc các loại thực phẩm bảo quản , lưu hành trong thời gian ngắn như thịt sống, rau quả tươi…

PHỤ GIA

 Chất ổn nhiệt:

Sự lựa chọn loại chất ổn nhiệt phụ thuộc và phương pháp được sử dụng

để gia công sản phẩm cuối (đùn, phun khuôn, khuôn nóng, nhựa hóa), mục đích sử dụng sản phẩm cuối và tính tương hợp của ổn nhiệt với PVC Các công nghệ và quy tắc biến đổi rất lớn

VD: TICHEM 710 thường sử dụng cho phương pháp đùn

dùng để gia công PVC hay PP

 Chất bôi trơn:

Chất bôi trơn kiểm soát đặc tính ma sát và bám dính của nhựa trong suốt quá trình gia công và sử dụng Chất bôi trơn được phân thành 2 loại: chất bôi trơn trong và chất bôi trơn ngoài Sự lựa chọn chất bôi trơn dựa vào chất ổn nhiệt

VD: axit stearic dùng với ổn chì, axit 12-hydoxystearic

dùng với ổn Ba-Ca

 Tác nhân chịu va đập:

Tác nhân chống va đập là các loại copolime với nhiệt độ chuyển trạng thái thủy tinh thấp Chúng được phân tán như một pha riêng biệt trong nhựa nhiệt dẻo Tác nhân chịu va đập chỉ được sử dụng cho nhựa cứng

 Chất chống đóng khối:

Phụ gia trượt và chống đóng khối (Slip and Antiblock Agent) SAB 207

là sự kết hợp hoàn hảo giữa các tác nhân trượt Amide và tác nhân chống đóng khối Silica tổng hợp Bên cạnh đó SAB 207 cũng góp phần tăng tính trượt, giảm hệ số ma sát của sản phẩm cuối cùng

 Chất tăng độ trong và bóng:

Phụ gia tăng trong và bóng CGE106 là một giải pháp tốt cho sản phẩm đòi hỏi có độ trong và bóng cao mà không làm tăng giá thành của sản phẩm

 Chất tăng trắng quang học:

Chất tăng trắng quang học tăng cường độ trắng sáng cho các loại nhựa

có màu vàng nhạt Chúng hấp thụ các tia UV và phát xạ một phần năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang ở vùng xanh tím của bước sóng sau 10-7 – 10-9 s

 Chất chống tia UV:

Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc một vài ánh sáng nhân tạo khác, các bức xạ UV có thể phá vỡ những nối hóa học trong một polymer

Chất chống tia cực tím UV-770 được dùng với hầu hết các loại nhựa như PP, HDPE, ABS, PS, PMMA, SAN, PVC, Nylon, Polyesters, Polyacetal,