Quy trình thổi màng ép hoạt động như thế nào?

Trong số các sản phẩm nhựa hiện đại, màng nhựa được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, bao bì công nghiệp, màng phủ nông nghiệp, vật tư y tế và các lĩnh vực khác. Có nhiều phương pháp để sản xuất màng nhựa, trong đó thổi màng là một quy trình quan trọng và được áp dụng phổ biến, thường được dùng để sản xuất các sản phẩm màng nhiệt dẻo như polyethylene (PE) và polypropylene (PP). Vậy, quy trình thổi màng hoạt động như thế nào? Những đặc điểm nào trong quy trình công nghệ, cấu trúc thiết bị và thông số điều khiển của nó? Bài viết này sẽ phân tích hệ thống nguyên lý làm việc và quy trình kỹ thuật của phương pháp thổi màng cho bạn.

1. Điều gì là Màng Thổi Định hình ?

Màng thổi là loại màng nhựa được kéo giãn và định hình theo cả hướng dọc và ngang bằng cách làm nóng chảy nhựa nhiệt dẻo, đùn tạo hình thành màng ống, sau đó làm lạnh và kéo giãn trong khi thổi phồng ở giữa. Màng thổi thường có tính cơ học tốt, khả năng hàn nhiệt và độ bền cao, là một trong những phương pháp sản xuất màng phổ biến nhất.

2. Nguyên lý hoạt động

Cốt lõi của công nghệ màng thổi là quá trình liên tục đùn-thổi-làm lạnh-kéo cuộn, phụ thuộc vào việc kiểm soát chính xác thiết bị và đặc tính nhiệt dẻo của nguyên liệu.
Tóm lại, nguyên lý làm việc cơ bản của nó như sau:

• Nguyên liệu nhựa (như hạt PE) được làm nóng chảy thông qua máy đùn;
• Nhựa nóng chảy được đùn qua đầu khuôn tạo thành phôi ống dạng chảy;
• Không khí nén được bơm vào giữa phôi ống để thổi phồng tạo thành bong bóng màng;
• Đồng thời, một vòng thổi khí được sử dụng để làm lạnh từ bên ngoài nhằm đông đặc bong bóng màng;
• Bong bóng màng được kéo giãn, dẹt xuống và cuộn lại thông qua con lăn kéo.
• Quá trình này không chỉ đạt được tạo hình mà còn kiểm soát độ dày, độ rộng, độ trong suốt và tính chất cơ học của màng cùng lúc.

3. Cơ Học Quá Trình Đùn Màng Bằng Phương Pháp Thổi

3.1 Làm Chảy Nhựa Để Tạo Màng

Hạt polymer đi vào buồng trục vít của máy đùn, nơi các trục vít quay và bộ phận gia nhiệt buồng làm nóng chảy các loại nhựa nhiệt dẻo ở nhiệt độ 160-260°C. Duy trì độ chênh lệch nhiệt độ trong khoảng ±5°C giúp đảm bảo tính toàn vẹn phân tử trên các vật liệu như polyethylene, polypropylene hoặc nylon.

3.2 Tạo Bong Bóng Thông Qua Việc Bơm Khí

Việc bơm khí qua lỗ trung tâm của khuôn sẽ biến đổi ống polymer thành bong bóng có kiểm soát. Các vòng làm mát được bố trí chiến lược sẽ làm nguội cấu trúc này, trong khi áp suất bên trong điều chỉnh đường kính bong bóng, xác định các đặc tính của màng trong các cấu trúc lên đến 40 lớp.

3.3 Động Học Dòng Chảy Của Vật Liệu Trong Lưỡi Dao

Các bộ phân phối manderin xoắn ốc cân bằng vận tốc dòng chảy polymer quanh chu vi 360° của khuôn, ngăn ngừa các đường hàn và biến động về độ dày (dung sai ±5%). Các hình học khuôn hiện đại được tối ưu hóa bằng cách sử dụng động học chất lỏng tính toán cho các loại nhựa như LLDPE.

3.4 Các Thông Số Điều Khiển Quá Trình

Hệ thống phản hồi tự động điều chỉnh tốc độ đùn với độ chính xác trong vòng 0.2% để duy trì sự ổn định của bong bóng khí trong suốt các ca sản xuất.

4. Nguyên Tắc Thiết Kế Hệ Thống Vòng Thổi Khí

Các vòng thổi khí cung cấp làm mát bên ngoài chủ yếu thông qua luồng khí được điều chỉnh chính xác. Các hệ thống hiện đại tích hợp nhiều buồng để kiểm soát sự phân tầng nhiệt độ, duy trì quá trình làm mát bề mặt ổn định cần thiết cho sản xuất tốc độ cao

4.1 Cơ Chế Làm Lạnh Bong Bóng Từ Bên Trong

Hệ thống làm mát bong bóng nội bộ (IBC) tuần hoàn không khí lạnh qua lõi bong bóng, tăng gấp đôi hiệu suất loại bỏ nhiệt. Điều này cho phép tốc độ đùn nhanh hơn 30% so với các hệ thống thông thường trong khi giảm tiêu thụ năng lượng.

4.2 Các Phương Pháp Kiểm Soát Kết Tinh

Màng polyethylene yêu cầu tốc độ làm mát trên 40°C/phút để giới hạn sự phát triển tinh thể dưới 15µm. Trong cấu trúc đùn ghép lớp, các vùng làm mát phân biệt quản lý sự phát triển tinh thể đặc hiệu theo từng lớp.

4.3 Đạt được độ dày đồng đều

Biến động nhiệt độ vượt quá 5°C sẽ tạo ra sự chênh lệch độ dày trên 8%. Giám sát hồng ngoại thời gian thực kết hợp với các bộ điều khiển vòng khí tự động duy trì dung sai độ dày trong phạm vi ±3% theo tiêu chuẩn ngành.

5. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

5.1 Đổi mới trong bao bì

Màng đùn thổi chiếm lĩnh thị trường đóng gói mềm nhờ hiệu suất đa dụng. Các ứng dụng dùng cho thực phẩm tận dụng tính năng ngăn cản vượt trội, trong khi bao bì y tế sử dụng các loại màng có thể tiệt trùng cho túi truyền dịch và bọc dụng cụ phẫu thuật.

5.2 Ứng dụng nông nghiệp và công nghiệp

Nông nghiệp phụ thuộc vào các loại màng thổi chuyên dụng như bạt phủ nhà kính và màng phủ chống tia UV. Các ứng dụng công nghiệp bao gồm lớp ngăn ẩm dùng trong xây dựng và bao tải hạng nặng dùng để bảo vệ vận chuyển.

Câu hỏi thường gặp

1. Màng thổi là gì?

Đùn màng thổi là một quy trình bao gồm việc làm nóng chảy nhựa polymer và đùn chúng qua một đầu đùn hình tròn để tạo thành một lớp màng ống liên tục, sau đó được thổi phồng bằng không khí để tạo thành bong bóng màng.

2. Những vật liệu nào thường được sử dụng trong công nghệ thổi màng?

Các loại vật liệu phổ biến bao gồm Polyethylene (PE), Polypropylene (PP) và PVC, mỗi loại có những đặc tính khác nhau phù hợp với nhiều ứng dụng đa dạng.

3. Một số ứng dụng của màng thổi là gì?

Các ứng dụng trải dài từ bao bì mềm, màng nông nghiệp, đến các loại màng công nghiệp và bao bì y tế.

4. Những ưu điểm của màng thổi so với công nghệ đùn màng định hình là gì?

Màng phồng nói chung có độ bền kéo và khả năng chống thủng vượt trội, trong khi màng đúc được ghi nhận là có độ trong cao hơn và hiệu quả sản xuất tốt hơn.