4.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất vải khơng dệt
Nhựa PP Phụ gia Cân định lượng Trộn nguyên liệu Máy đùn phun Cuộn vải Lưu trữ Kiểm sốt chất lượng Khơng đạt Tạo màng Đạt Phế Phẩm Cắt vải theo khổ yêu cầu Cuộn vải thành phẩm Lưu kho Đổ vào thùng Cắt mép vải
27
4.2. Thuyết minh quy trình
Quy trình sản xuất vải khơng dệt PP của phân xưởng gồm các khâu chính là: khâu đùn thổi tạo sợi và khâu thu cuộn vải và khâu cắt vải lưu kho. Về phần quy trình cơng nghệ sản xuất được thiết lập trên mơ hình máy sản xuất vải khơng dệt thuộc Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng vật liệu Polyme-Trường Đại Học Bách Khoa HCM
4.2.1. Quy trình đùn phun tạo sợi
Khi nhận được kế hoạch sản xuất, điều quan trọng đầu tiên là khâu kiểm tra máy móc thiết bị và nguồn nguyên liệu. Nếu thiết bị khơng đảm bảo thì cần sửa chữa và vệ sinh sạch sẽ, để không xảy ra trường hợp xấu nhất làm gián đoạn dây chuyền sản xuất cũng như đảm bảo an toàn cho người lao động. Kiểm tra nguồn nguyên liệu, để đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu theo đơn pha chế cho quá trình sản xuất.
Sau khi kiểm tra, nguyên liệu PP được đổ vào một thùng nhựa lớn, sau đó được hút lên bồn chứa của máy trộn bằng bộ phận hút chân khơng. Cịn các phụ gia F.T WAX (chất trợ gia công ), phụ gia AnStatic 90 (chất khử tĩnh điện) theo đơn pha chế cho vào 2 bình chứa trên máy trộn buồng đứng. Ở đây máy trộn buồng đứng sẽ tự động nạp nguyên liệu và phụ gia theo đơn phối liệu đã được lập trình từ trước sau đó tiến hành trộn đều trước khi đưa hỗn hợp xuống đầu nạp nguyên liệu.
Tại đầu nạp ngun liệu vào trục vít có gắn một nam châm để hút các kim loại có lẫn trong nguyên liệu (chủ yếu là sắt).
Tiếp theo, nguyên liệu được đưa xuống vùng nạp liệu (các vùng điện trở được cài nhiệt độ tăng dần từ lớp 1 đến lớp 4 để nhựa trộn, nhựa hóa và nóng chảy đều). Nhiệt độ cài đặt cho xy-lanh của trục vít:
• Nhiệt độ vùng nạp liệu: T1 = 180oC
• Nhiệt độ vùng nén ép : T2 = 200oC
• Nhiệt độ vùng nhựa hóa : T3 = 220oC
• Nhiệt độ vùng định lượng: T4 = 240oC
Trước khi polyme nóng chảy đi vào các khe của đầu khn phun sợi, nhựa nóng chảy được đi qua một tấm lưới lọc để lọc lại những hạt nhựa, tạp chất chưa kịp nóng chảy, đồng thời để tăng áp lực đầu khuôn làm tăng lực đẩy nhựa ra khỏi vít xả, tăng trở lực áp suất của máy giúp q trình nhựa hóa tốt hơn .
Sau khi polyme nóng chảy đi qua tấm lọc thì được phân phối vào đầu khn, tính đồng nhất của bề mặt vải phụ thuộc phần lớn vào thiết kế và chế tạo của đầu khn. Do đó, việc chế tạo đầu khn tạo sợi u cầu công nghệ kỹ thuật cơ khí vơ cùng chính xác nên rất tốn kém.
Khơng khí tốc độ cao được tạo ra bằng máy nén khí. Lưu lượng khí dùng để thổi được đưa qua một bộ gia nhiệt như thùng gia nhiệt, để làm nóng khơng khí đến nhiệt
28 độ mong muốn dể duy trì nhựa PP ln đạt trạng thái nóng chảy khi ra khỏi đầu khn. Khí được thốt ra từ phía trên và phía dưới của khuôn thông qua các khe hở. Ngay khi polyme nóng chảy được đùn ra từ đầu khuôn tạo sợi, các luồng khơng khí nóng tốc độ cao (thốt ra từ phía trên và phía dưới của đầu khuôn) làm suy yếu các luồng polyme để tạo thành các vi sợi. Khi luồng khơng khí nóng chứa các vi sợi tiến tới bề mặt của máy cuộn thu vải, nó hút một lượng lớn khơng khí xung quanh (cịn gọi là khơng khí thứ cấp) làm mát và hóa cứng các sợi. Tại màn chắn hứng sợi của máy cuộn vải. Các sợi PP kích thước µm sau khi được làm cứng sẽ được phân phối ngẫu nhiên, khơng có tính đính hướng, chồng chất lên nhau, tạo thành một mạng không dệt tự liên kết với nhau. Các sợi thường được sắp xếp ngẫu nhiên thường bị rối cao do sự nhiễu loạn trong luồng khơng khí. Và khi tiến hành nghiên cứu sự sắp xếp của các sợi PP trong tấm vải không dệt bằng cách chụp ảnh SEM người ta nhận thấy rằng sẽ có 3 cách liên kết sợi trong tấm vải khơng dệt đó là: Các sợi xếp xen kẽ với nhau, các sợi bị dính lại và các sợi có chung một đầu hay cịn gọi là bị phân nhánh [13].
Hình 4.2. Hình ảnh chụp SEM của một mạng polypropylene nóng chảy được thổi ở
nhiệt độ 207OC, khoảng cách giữa đầu thu vải và đầu khn là 0,16 m và lưu lượng khí thổi là 10,5 m3/phút. (A) Các sợi bị dính do nhiệt; (B) phân nhánh; (C) xen kẽ
29 Ngoài ra khi thay đổi tốc độ của dịng khí cũng sẽ có sự thay đổi rõ dệt trong cấu trúc của tấm vải khơng dệt được thể hiện ở hình dưới đây [14]:
Hình 4.3. Hình ảnh chụp SEM của một mạng polypropylene nóng chảy được thổi ở
nhiệt độ 230OC, khoảng cách giữa đầu thu vải và đầu khuôn là 0,3 m và lưu lượng khí thổi được thay đổi: (A) 4,5m3/phút ; (B) 7,4 m3/phút; (C) 10,5 m3/phút. Tốc độ của lồng thu vải và tốc độ hệ thống cuộn vải di chuyển qua lại trên trục có phương vng góc với hướng thổi sợi có thể thay đổi để tạo ra nhiều loại vải Meltblown với trọng lượng tùy theo yêu cầu sản xuất. Ngồi ra có thể sẽ có một máy hút chân khơng có thể được đặt vào bên trong bộ thu để hút khí nóng cũng như tăng cường quá trình sắp xếp sợi lại với nhau.
30
4.2.2. Quy trình thu cuộn vải và lưu trữ
Sau khi các vi sợi được liên kết với nhau tạo thành tấm vải không dệt PP, tấm vải này sẽ được kéo qua các trục con lăn quay có tác dụng kéo căng bề mặt tấm vải sang 2 bên cũng như ép các sợi PP trên bề mặt tấm vải lại với nhau và cắt bỏ hai mép ngoài vải. Phần vải bên trong sau khi cắt sẽ được dán lên lõi các tơng, cuộn lại tới kích thước 2000m thì được cắt bỏ chủn sang đóng gói bảo quản bằng ni lơng chuyển vào kho lưu trữ 1 đợi cắt.
Hình 4.5. Quá trình cuộn vải Melt Blown
Việc bảo quản sản phẩm trong kho cũng hết sức quan trọng: phải bảo quản nơi khơ ráo, thống mát, tránh mưa nắng làm biến đổi tính chất của sản phẩm. Các lớp phải được xếp ngay ngắn, gọn gàng để đảm bảo an tồn phịng cháy chữa cháy.
4.2.3. Quy trình cắt vải và lưu kho
Các cuộn vải không dệt sau khi được đưa vào kho lưu trữ sẽ được đưa qua xưởng cắt để cắt vải theo các khổ thông thường trên thị trường hay theo yêu cầu của phía đối tác, khách hàng và đại lí. Các cuộn vải sau khi cắt sẽ được đưa qua kho lưu trữ 2 và đợi xuất hàng khi có lệnh.
31