Quy trình của máy đùn màng thổi là gì?

Máy đùn màng thổi là thiết bị quan trọng dùng để sản xuất màng nhựa, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực bao bì, nông nghiệp, công nghiệp và hàng tiêu dùng. Nhờ quá trình làm nóng chảy, đùn ép và thổi các nguyên liệu nhựa thành màng mỏng, quy trình thổi màng có thể hoàn thành toàn bộ quá trình chuyển đổi từ hạt nhựa thành màng. Vậy quy trình cụ thể của máy đùn màng thổi là như thế nào? Bài viết này sẽ bắt đầu từ quy trình công nghệ, giải thích một cách hệ thống từng khâu quan trọng và các điểm kiểm soát kỹ thuật của nó, giúp người đọc hiểu đầy đủ về quy trình đùn thổi màng.

1. Khái niệm Sự ép phim thổi Quá trình là gì?

Ép màng phồng là một quy trình đúc nhựa nhiệt dẻo, chủ yếu phù hợp để sản xuất các loại màng làm từ nguyên liệu như polyethylene (PE) và polypropylene (PP). Nhựa được máy ép đùn làm nóng chảy và đẩy ra khỏi đầu khuôn, sau đó được khí áp suất cao thổi phồng thành màng. Đồng thời, toàn bộ quá trình tạo màng được hoàn thành thông qua kéo, làm nguội và cuộn màng.

2. Thành phần và Cấu trúc của máy ép màng phồng

Một máy ép màng phồng tiêu chuẩn thường bao gồm các bộ phận sau:

• Hệ thống ép đùn (phễu chứa, trục vít, xilanh, hệ thống làm nóng)
• Hệ thống đầu khuôn (để tạo hình màng phôi)
• Hệ thống vòng khí (làm mát và thổi phồng)
• Thiết bị kéo (kiểm soát độ dày và độ ổn định của màng)
• Thiết bị cuộn (hoàn tất việc thu gom màng thành cuộn)
• Hệ thống điều khiển điện tử (điều khiển tự động nhiệt độ, tốc độ, áp suất gió, v.v.)
• Mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ quy trình.

3. Quy trình vận hành của máy đùn màng nhựa

3.1 Chuẩn bị và cấp nguyên liệu

Bước đầu tiên trong quy trình thổi màng là chuẩn bị nguyên liệu. Các hạt nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng như polyethylene mật độ thấp (LDPE), polyethylene mật độ cao (HDPE), polyethylene mật độ thấp tuyến tính (LLDPE) hoặc polypropylene (PP). Các chất phụ gia như masterbatch, chất chống oxy hóa, chất bôi trơn và các chất khác có thể được thêm vào tùy theo nhu cầu khác nhau.
Các hạt nhựa này được đưa vào phễu cấp liệu của máy đùn thông qua hệ thống cấp liệu tự động và được đưa vào khu vực gia nhiệt vít bằng trọng lực hoặc thiết bị cấp liệu vít.

3.2 Nóng chảy và tạo dẻo (Đùn ép)

Các hạt nhựa được gia nhiệt dần, nén chặt và nóng chảy trong quá trình vít quay. Vít và xylanh được chia thành ba khu vực chính:
Khu vực cấp liệu: nhựa bắt đầu được gia nhiệt và di chuyển về phía trước;
Khu vực nén: nguyên liệu nóng chảy và áp suất tăng lên;
Khu vực định lượng: đảm bảo vật liệu nóng chảy đồng đều và sẵn sàng cho quá trình đùn ép.
Toàn bộ quá trình đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ của từng đoạn, thường dao động từ 160°C đến 250°C (tùy theo loại vật liệu), nhằm đảm bảo vật liệu được nóng chảy hoàn toàn và không bị phân hủy.

3.3 Đúc khuôn bằng đầu ph phim (Extrusion Film Embryo)

Nhựa nóng chảy được ép đùn đều và tạo hình thành phim ống thông qua đầu ph hình vành. Thiết kế cấu trúc đầu ph có ảnh hưởng lớn đến độ đồng đều và ổn định của độ dày phim. Nhiệt độ đầu ph cũng cần được kiểm soát trong một phạm vi thích hợp, thường cao hơn một chút so với đoạn ép đùn, để tránh vật liệu bị nguội và kết tụ tại đầu ph.

3.4 Phim phồng

Không khí nén được bơm vào trung tâm khuôn để thổi phim nguyên bản từ đường kính ban đầu đến kích thước mục tiêu. Đường kính của ống phim được tạo thành gọi là "tỷ lệ thổi phồng", thường nằm trong khoảng từ 2:1 đến 4:1. Bằng cách điều chỉnh áp suất bên trong, tốc độ làm mát và tốc độ kéo, độ dày và tính chất cơ học của phim có thể được kiểm soát.
Quá trình thổi phồng là chìa khóa trong kiểm soát tạo hình, ảnh hưởng đáng kể đến tính chất kéo, độ trong suốt và độ phẳng của phim.

3.5 Làm lạnh và định hình

Sau khi phim nguyên bản được thổi và tạo hình, nó phải được làm lạnh nhanh để định hình nhằm tránh hiện tượng phim sụp đổ hoặc bong bóng không ổn định. Phương pháp làm lạnh thường dùng là làm lạnh bằng vòng khí (một vòng khí hoặc hai vòng khí), thổi luồng khí ở nhiệt độ bình thường bao quanh bong bóng phim và làm lạnh đều từ bên ngoài.
Hiệu suất làm mát ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sản xuất và độ trong suốt của màng. Các mô hình tốc độ cao thường được trang bị hệ thống làm mát bằng không khí hiệu suất cao.

3.6 Lực kéo và Gấp mép

Ống màng sau khi làm mát được kéo lên bởi con lăn kéo và đi vào thiết bị làm phẳng. Con lăn làm phẳng sẽ ép ống màng tròn thành màng phẳng hai lớp, đồng thời cắt bỏ các mép thừa để chuẩn bị cho quá trình cuốn. Tốc độ kéo là một thông số quan trọng để điều chỉnh độ dày màng, thường được điều chỉnh phối hợp với tốc độ ép đùn.
Hệ thống kéo phải được trang bị chức năng điều khiển lực căng tự động nhằm đảm bảo lực căng màng đồng đều và độ dày ổn định.

3.7 Cuốn thành cuộn

Tấm màng phẳng cuối cùng được chuyển đến hệ thống cuộn và được cuộn thành cuộn màng với tốc độ cài đặt. Các máy thổi màng hiện đại hầu hết được trang bị cơ cấu cuộn bằng ma sát bề mặt hoặc cuộn trung tâm và hỗ trợ chức năng thay cuộn tự động. Hiệu ứng cuộn tốt có thể cải thiện hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo như in ấn và cắt.

4. Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng màng thổi

4.1 Kỹ thuật tối ưu hóa kiểm soát nhiệt độ

Điều chỉnh nhiệt độ chính xác giúp duy trì tính chất polymer trong quá trình đùn. Các hệ thống hiện đại sử dụng gia nhiệt đa vùng trên thân máy với phản hồi vòng kín (độ chính xác ±1°C) để ngăn chặn sự phân hủy. Độ chênh lệch nhiệt độ khuôn phải được giảm thiểu thông qua các bộ gia nhiệt phân đoạn.

4.2 Tỷ lệ phồng màng và tính toán các đặc tính của màng

Tỷ lệ phồng màng (BUR) là tỷ lệ giữa đường kính bong bóng và đường kính khuôn, dùng để xác định mức độ giãn nở của màng. Giá trị BUR tiêu chuẩn dao động từ 1.5–4.0:

4.3 Mâu thuẫn trong ngành: Cân bằng tốc độ sản xuất và chất lượng tinh thể

Sản xuất tốc độ cao thường mâu thuẫn với độ hoàn thiện tinh thể. Khi tốc độ đường vượt quá 40m/phút, làm nguội nhanh sẽ kìm hãm sự hình thành tinh thể từ 15–30%, làm suy giảm tính năng ngăn cản. Các hệ thống tiên tiến giải quyết vấn đề này thông qua vòng khí điều chỉnh áp dụng làm nguội phân biệt.

5. Xử lý sự cố trong vận hành máy đùn màng thổi

5.1 Giải quyết vấn đề biến động độ dày màng

Độ dày màng không đồng đều thường xuất phát từ sự mất cân bằng khe đùn hoặc làm nguội không ổn định. Hiệu chuẩn đầu đùn phải đảm bảo phân bố đồng đều lượng polymer nóng chảy – thường trong khoảng dung sai ±5%.

5.2 Ngăn ngừa hiện tượng bất ổn bong bóng

Bong bóng không ổn định bắt nguồn từ độ nhớt vật liệu không nhất quán hoặc dao động áp suất không khí. Duy trì độ ổn định độ nhớt bằng cách kiểm soát độ ẩm của nhựa (<0,02%) và nhiệt độ trục vít đồng đều. Bộ điều chỉnh áp suất tự động nên điều chỉnh lưu lượng vòng khí trong khoảng dung sai ±2,5 Pa.

Câu hỏi thường gặp

1. Đùn màng thổi là gì?

Ép màng bong bóng là một quy trình liên tục đùn nhựa nóng chảy để tạo thành một bong bóng, sau đó được thổi phồng và kéo giãn thành màng.

2. Những lợi ích của công nghệ đùn màng thổi là gì?

Quy trình này cho phép sản xuất các loại màng tùy chỉnh từ lớp bọc đơn giản đến các lớp phức hợp nhiều lớp với các tính chất cơ học có thể điều chỉnh.

3. Những vật liệu nào thường được sử dụng trong sản xuất màng thổi?

Các polymer thường dùng bao gồm polyethylene (LDPE, LLDPE, HDPE), polypropylene, PVC và các polymer chuyên dụng có thể phân hủy sinh học hoặc được thiết kế đặc biệt như EVOH.

4. Làm thế nào để ngăn chặn sự bất ổn của bong bóng trong quá trình ép đùn?

Duy trì độ ổn định nhớt và đảm bảo áp suất không khí đồng đều bằng bộ điều chỉnh tự động có thể giúp ngăn ngừa hiện tượng mất ổn định bong bóng.