Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chai nhựa PET của Công ty TNHH Hồng Vĩnh Phát

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA CHAI PET Đặc điểm chung của ngành nhựa thế giới Tốc độ phát triển ổn định nhờ nhu cầu ngày càng tăng, đặc biệt ở khu vực châu Á Ngành nhựa là một trong những ngành tăng trưởng ổn định của thế giới, trung bình 9% trong vòng 50 năm qua. Mặc dù cuộc khủng hoảng kinh tế 2008 tác động lớn tới nhiều ngành công nghiệp, ngành nhựa vẫn tăng trưởng 3% trong năm 2009 và 2010. Tăng trưởng của ngành Nhựa Trung Quốc và Ấn Độ đạt hơn 10% và các nước Đông Nam Á với gần 20% năm 2010. Sự phát triển liên tục và bền vững của ngành Nhựa là do nhu cầu thế giới đang trong giai đoạn tăng cao. Sản lượng nhựa tiêu thụ trên thế giới ước tính đạt 500 triệu tấn năm 2010 với tăng trưởng trung bình 5%/năm (theo BASF). Nhu cầu nhựa bình quân trung bình của thế giới năm 2010 ở mức 40 kg/năm, cao nhất là khu vực Bắc Mỹ và Tây Âu với hơn 100 kg/năm. Dù khó khăn, nhu cầu nhựa không giảm tại 2 thị trường này trong năm 2009–2010 và thậm chí tăng mạnh nhất ở khu vực châu Á –khoảng 12-15%. Ngoài yếu tố địa lý, nhu cầu cho sản phẩm nhựa cũng phụ thuộc vào tăng trưởng của các ngành tiêu thụ sản phẩm nhựa (End-Markets) như ngành thực phẩm (3.5%), thiết bị điện tử (2.9%), xây dựng (5% tại châu Á). Nhu cầu cho sản phẩm nhựa tăng trung bình 3.8%/năm trong ngành chế biến thực phẩm, 3.1% trong ngành thiết bị điện tử và 6-8% trong ngành xây dựng (Mỹ) là yếu tố quan trọng đẩy tăng nhu cầu nhựa thế giới. Nguồn cung phục hồi mạnh trong năm 2010 Dần trở lại mức trước khủng hoảng nhưng vẫn chưa đủ cho nhu cầu ngày càng lớn. Năm 2010, sản lượng nhựa thế giới hồi phục mạnh mẽ lên 300 triệu tấn, cao hơn 32% sản lượng của 2009. Sản lượng thế giới năm 2009 giảm chủ yếu do giá thành sản xuất leo thang và ảnh hưởng của kinh tế suy thoái. Với các gói kích cầu, khuyến khích sản xuất, đặc biệt tại Thái Lan, sản lượng nhựa thế giới đã quay trở lại mức tăng trưởng trước khủng hoảng tuy vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu của thế giới. Cộng thêm với giá NPL đột biến, giá thành sản phẩm nhựa theo đó cũng tăng tới 25% trong năm 2010. Tăng trưởng sản lượng ở châu Á (đặc biệt Trung Quốc, Ấn Độ, Đông Nam Á) đặc biệt ấn tượng trong năm 2009 và 2010 với ~ 15%. Đây là nguyên nhân chính giúp tăng trưởng ngành nhựa châu Á đạt trên 2 con số trong năm vừa qua. Khu vực châu Á hiện sản xuất 37% tổng sản lượng nhựa sản xuất toàn cầu, với 15% thuộc về Trung Quốc. Châu Âu và NAFTA theo sát với 24% và 23% tương ứng. Sản lượng sản xuất giảm nhẹ ở hai khu vực này do cạnh tranh lớn với sản phẩm từ châu Á và ảnh hưởng kéo dài của khủng hoảng kinh. 1.1.3 Nguồn nguyên liệu vẩn phụ thuộc và tự nhiên dầu mỏ Xu hướng chung năm 2010 là cầu vượt cung, sản lượng giảm đẩy giá hạt nhựa lên cao (nhất là vào quý 2 và quý 4). Nguyên nhân chính là do tăng giá dầu thô và gas tự nhiên - nguyên liệu đầu vào sản xuất hạt nhựa.  Trung Quốc và Trung Đông đang dần soán ngôi Mỹ và Tây Âu trong cung và cầu hạt nhựa. Năm 2010, nhu cầu tiêu thụ hạt nhựa trên thế giới đạt 280 triệu tấn, tăng 24% kể từ năm 2006. Trong đó, khu vực châu Á chiếm 42% tổng sản lượng tiêu thụ, châu Âu với 23% và Bắc Mỹ 21%. Nhu cầu cho hạt nhựa PE và PP là lớn nhất (29% và 19%). Nhựa PET (8%) là nhóm đang tăng trưởng tốt nhất với 7%/năm. Nguồn cung hạt nhựa PET đã tăng 25% từ năm 2006 nhưng vẫn không đủ cho nhu cầu của phân nhóm này. Hiện tại, Trung Quốc, Trung Đông và Nga sản xuất và xuất khẩu nguyên liệu nhựa nhiều nhất thế giới. Thị trường Trung Quốc có sức tăng trưởng mạnh nhất. 6 tháng đầu năm 2010, Trung Quốc đã sản xuất 21 triệu tấn hạt nhựa, tăng 23% so với cùng kỳ năm ngoái, trong đó, PVC chiếm 28.2% tổng sản lượng. Trong khi đó, Trung Đông là khu vực sản xuất PE lớn nhất. Xuất khẩu PE ở Trung Đông dự kiến tăng từ 4.3 triệu tấn lên 11.7 triệu tấn trong năm 2013, vượt châu Á và Tây Âu (Nguồn: ICIS). Như vậy, giá hạt PE và PP thế giới phụ thuộc lớn vào tình hình vĩ mô của các khu vực này.
Hình 1.1: Sản lượng nhựa thế giới
Hình 1.2: Phân loại hạt nhựa
Hình 1.3: Cơ cấu sản phẩm từ nhựa Đặc điểm của ngành nhựa Việt Nam Những năm gần đây, ngành nhựa Việt Nam phát triển khá nhanh với tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 20 - 25%/năm. Toàn ngành hiện có hơn 1.000 doanh nghiệp, trong đó hơn 90% là doanh nghiệp tư nhân. Sản phẩm nhựa của Việt Nam được tiêu thụ rộng rãi ở thị trường nội địa và xuất khẩu tới hơn 40 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Tuy vậy, ngành nhựa vẫn đang đối mặt với không ít khó khăn, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp và sự phát triển chung của toàn ngành. Theo Bộ Công thương, trong năm 2010, tình hình sản xuất kinh doanh, xuất khẩu của ngành nhựa ổn định và tăng trưởng tốt. Trong năm qua, với sự hoạt động tích cực của Hiệp hội nhựa Việt Nam, các doanh nghiệp ngành nhựa tham gia vào các chương trình xúc tiến thương mại để tìm hiểu cơ hội mở rộng thị trường và nghiên cứu, ứng dụng công nghệ hiện đại của thế giới vào Việt Nam. Kim ngạch xuất khẩu năm 2010 của toàn ngành nhựa ước đạt trên 1 tỷ USD. Sản phẩm nhựa của Việt Nam hiện đang có mặt tại hơn 40 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới như Mỹ, EU, châu Phi, Trung Đông, Nhật Bản, Campuchia, Lào, Thái Lan, Trung Quốc... Ở thị trường trong nước, nhiều doanh nghiệp nhựa đã tạo dựng được thương hiệu, uy tín sản phẩm như ống nhựa của các Công ty Cổ phần Nhựa Bình Minh, Tiền Phong, Minh Hùng; Bao bì nhựa của Công ty Bao bì nhựa Tân Tiến, Vân Đồn; chai PET và chai ba lớp của các Công ty Nhựa Ngọc Nghĩa, Tân Phú... Lĩnh vực sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa, trong năm qua, có nhiều bước phát triển. Công ty TNHH Nhựa và Hóa chất (TPC VINA) đã đầu tư tăng thêm công suất 90 nghìn tấn/năm; nhà máy sản xuất nguyên liệu nhựa PP ở khu kinh tế Dung Quất mới đưa vào sản xuất được khoảng 6 tháng nay nhưng đã khai thác được 100% công suất (150 nghìn tấn/năm) cung cấp hạt nhựa Polypropylen ra thị trường và có chất lượng tương đương nguyên liệu nhập khẩu. Tuy vậy, nguyên liệu nhựa sản xuất trong nước còn rất hạn chế về chủng loại và sản lượng. Mỗi năm, ngành nhựa cần trung bình khoảng 2,2 triệu tấn các loại nguyên liệu đầu vào như PE, PP, PS... chưa kể hàng trăm loại hóa chất phụ trợ khác nhau, trong khi sản xuất trong nước mới chỉ cung cấp được khoảng 450.000 tấn nguyên liệu. Do chưa chủ động được nguồn nguyên liệu, nên giá thành sản xuất của ngành nhựa cũng bị biến động theo giá nguyên liệu nhập khẩu, đặc biệt là hai loại nguyên liệu được sử dụng nhiều trong sản xuất là PP và PE, với mức tăng trung bình là 13%. Tỷ giá USD/VND biến động mạnh, đã khiến cho doanh nghiệp nhựa chịu tác động kép từ giá cả nguyên liệu đầu vào, làm cho lợi nhuận giảm sút, hoặc không có lợi nhuận. Mặt khác, số lượng mẫu mã, chủng loại sản phẩm nhựa sản xuất của Việt Nam còn đơn điệu, chưa đáp ứng được yêu cầu đa dạng của các nhà nhập khẩu, của các ngành kinh tế sử dụng sản phẩm nhựa kỹ thuật. Đối với các sản phẩm nhựa gia dụng, trong những năm qua, nhiều doanh nghiệp tư nhân đã tham gia đầu tư sản xuất và tạo dựng được thương hiệu trên thị trường như nhựa Song Long, nhựa Tân Tiến... Tuy nhiên, theo các chuyên gia ngành nhựa, doanh nghiệp vẫn gặp không ít khó khăn trong công tác tạo khuôn mẫu. Đối với hàng gia dụng, mỗi sản phẩm cần rất nhiều bộ khuôn, mẫu mã đa dạng, liên tục thay đổi nhưng nước ta không có trường đào tạo, chủ yếu copy mẫu của nước ngoài, chưa có nhiều sáng tạo... Cho dù có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, nhưng ngành nhựa Việt Nam chủ yếu được biết đến như là một ngành gia công chất dẻo, giá trị gia tăng thấp. Giá trị xuất khẩu sản phẩm nhựa của Việt Nam thời gian qua đạt mức cao và tăng trưởng nhanh nhưng mới chiếm 0,02% giá trị xuất khẩu các sản phẩm nhựa toàn cầu. Các doanh nghiệp nhựa trong nước quy mô vốn nhỏ nên đang chịu áp lực cạnh tranh với các doanh nghiệp FDI có thế mạnh về vốn, kỹ thuật, kinh nghiệm và thị trường tiêu thụ. Thêm vào đó, ngành công nghiệp tái chế phế liệu nhựa của Việt Nam chưa phát triển, chưa có hệ thống thu gom phế liệu nhựa, nên chưa cung cấp được nguyên liệu nhựa tái chế đạt chất lượng, giúp doanh nghiệp giảm giá thành sản phẩm. Trong khi việc nhập phế liệu theo quy định hiện hành rất hạn chế. Phát triển của các doanh nghiệp nhựa Việt Nam vẫn mang nặng tính tự phát, chưa theo quy hoạch. Các doanh nghiệp tư nhân ngành nhựa thường tập trung sản xuất những mặt hàng ăn khách, dẫn đến tình trạng chồng chéo, cạnh tranh lẫn nhau, gây lãng phí về vốn và ít hiệu quả kinh tế. Một khó khăn nữa là cho đến nay chưa có một trung tâm hay trường đào tạo nhân lực bài bản cho ngành nhựa. Vì vậy, các doanh nghiệp gặp rất nhiều khó khăn trong tuyển dụng cán bộ quản lý, kỹ thuật và công nhân lành nghề. Triển vọng phát triển của ngành nhựa chai PET Việt Nam Sản phẩm chai nhựa PET là một trong những sản phẩm được quan tăm hàng đầu trong ngành nhựa.Ngày càng có nhiều Công ty đã và đang đầu tư vào lỉnh vực này vì sản phẩm chai nhựa PET hứa hẹn một sự phát triển vượt bật trong những năm tới. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa,đồng thời nằm ở rìa phía đông nam của phần Châu Á lục địa,giáp với biển Đông,nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của kiểu khí hậu gió mùa mậu dịch.Miền Bắc có khí hậu nhiệt đới gió mùa với bốn mùa xuân,hạ thu đông,rõ rệt và có đặc điểm là mất ổn định với thời gian.Miền Nam có kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình với hai mùa là mùa nắng và mùa mưa.Do đó nhu cầu về nước uốn đống chai là vô cùng cần thiết.Hơn nửa với sự gia tăng về dân số và sự phát triển của xã hội thì chất lượng cuộc sống được cải thiện hơn.Nhu cầu về nước sạch và để phục vụ cho du lịch.Nên ngành nước uốn đống chai ngày càng phát triển.Do đó kéo theo là sự phát triển của các sản phẩm chai PET. Điều đó được thể hiện qua các biểu đồ về sự phát triển của ngành nhựa Việt Nam.

Hình 1.4: Sản lượng và kim ngạch xuất khẩu nhựa Việt Nam CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÔNG TY TNHH HỒNG VĨNH PHÁT Lịch sử phát triển Hồng Vĩnh Phát là Công ty chuyên sản xuất chai nhựa, bình PET, nước uống tinh khiết nhãn hiệu TINA. Công ty Hồng Vĩnh Phát được thành lập từ năm 2004. Thời gian đầu, Công ty chỉ chuyên sản xuất nước uống đóng chai, những chai nhựa đều nhập về, không tự sản xuất. Khoảng năm 2006, Công ty đầu tư thêm dây chuyền sản xuất chai PET. Sản phẩm chai nhựa, bình PET này ngoài mục đích phục vụ cho Công ty thì chủ yếu để phục vụ nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu sang các thị trường như Lào, Campuchia, Thái Lan, Mỹ… Vị trí địa lý Công ty Hồng Vĩnh Phát có 3 trụ sở chính ở địa chỉ: 173 Nguyễn Chí Thanh, P.12, Q.5, Tp.HCM; E9/32 QL 1A, TT Tân Túc, Bình Chánh, Tp. HCM và Phân xưởng tọa lạc ở số 6/17A Trần Đại Nghĩa, xã Tân Kiên, huyện Bình Chánh với diện tích (38mx54m) làm nơi sản xuất chai, bình PET.
Hình 2.1: Vị trí phân xưởng Công ty trên bản đồ Bình Chánh là huyện nằm ở phía Tây - Tây Nam của Thành phố Hồ Chí Minh. Toạ độ địa lý của huyện là 1060 27’51 - 1060 42’ kinh Đông và 1020 27’38’’- 100 52’30’’ vĩ Bắc. Là một trong 5 huyện ngoại thành, có tổng diện tích tự nhiên là 25.255,28 ha, chiếm 12% diện tích toàn thành phố. Dân số năm 2005 là 311.702 người, chiếm 5,4% dân số toàn thành phố, mật độ dân số trung bình là 1.234 người/km2. Với 15 xã và 01 thị trấn, xã có diện tích lớn nhất là xã Lê Minh Xuân 3.508,87 ha, xã nhỏ nhất là An Phú Tây với 586,58 ha. * Địa giới hành chính của huyện như sau: - Phía Bắc giáp huyện Hóc Môn. - Phía Đông giáp quận Bình Tân, Quận 8, Quận 7 và huyện Nhà Bè. - Phía Nam giáp huyện Bến Lức và huyện Cần Giuộc tỉnh Long An. - Phía Tây giáp huyện Đức Hoà tỉnh Long An. Với vị trí là cửa ngõ phía Tây vào nội thành TP. Hồ Chí Minh, nối liền với các trục đường giao thông quan trọng như Quốc lộ 1A, đây là huyết mạch giao thông chính từ các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long đến các tỉnh vùng trọng điểm kinh tế phía Nam và các tỉnh miền Đông Nam Bộ. Với các tuyến đường liên tỉnh lộ 10 nối liền với khu công nghiệp Đức Hoà (Long An); đường Nguyễn Văn Linh nối từ Quốc lộ 1A đến khu công nghiệp Nhà Bè và khu chế xuất Tân Thuận quận 7, vượt sông Sài Gòn đến quận 2 và đi Đồng Nai, Quốc lộ 50 nối huyện Bình Chánh với các huyện Cần Giuộc, Cần Đước (Long An). Bình Chánh trở thành cầu nối giao lưu kinh tế, giao thương đường bộ giữa vùng đồng bằng Sông Cửu Long với vùng kinh tế miền Đông Nam Bộ và các khu công nghiệp trọng điểm. Tuy nhiên, hệ thống cơ sở hạ tầng còn chậm phát triển đã ảnh hưởng đến quá trình phát triển kinh tế - xã hội của Huyện. Nguồn cung cấp điện – nước Nguồn cung cấp nước Theo các kết quả điều tra, khảo sát về nước ngầm trên địa bàn huyện Bình Chánh cho thấy, nguồn nước ngầm phân bố khá rộng nhưng ở độ sâu từ 150 - 300 m, nước ngầm ngọt phân bố chủ yếu ở các tầng chứa nước Pleitoxen, trong đó có nơi 30 - 40m. Trừ các xã phía Bắc là Vĩnh Lộc A và Vĩnh Lộc B, nguồn nước ngầm của Huyện không bị nhiễm phèn, nên khai thác nước tưới phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp cũng như nước sinh hoạt, vào tháng nắng mực nước ngầm cũng tụt khá sâu trên 40 m, các xã còn lại nguồn nước ngầm đều bị nhiễm phèn. Trữ lượng khai thác ước tính 300 - 400 m3/ngày. Nhìn chung nguồn nước ngầm huyện Bình Chánh khá tốt và dồi dào, đang giữ vị trí quan trọng trong việc cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân trong Huyện. Công ty sử dụng nguồn nước giếng khoan. Nước chủ yếu sử dụng để làm nguội và rửa trong công đoạn tái chế chai PET đã qua sử dụng. Nguồn cung cấp điện Công ty sử dụng nguồn điện lưới quốc qua, hệ thống điện ba pha được hạ thế từ đường dây cao thế. Sản phẩm chính Bảng 2.1: Sản phẩm của phân xưởng sản xuất phôi, chai PET  TT  Tên  Sản phẩm  Ghi chú   Vỏ bình nhựa 20L, 5 gallons  1  Bình nhựa xanh lam 
 Chất liệu: nhựa PET Trọng lượng: 580g Cổ phi: 110 In nhãn: 9x7cm    2  Bình nhựa 20L 
 Chất liệu: nhựa PET Cổ phi: 110cm Trọng lượng : 580g In nhãn : 9x25cm    3  Bình PET 19L có vòi 
 Dung tích : 19L Trọng lượng bình : 650g - 670g Kích thước cổ bình : phi 55 In nhãn: 9x25 cm    4  Bình 20L, cổ phi 110 
 Chất liệu: nhựa PET Trọng lượng :580g Cổ phi : 110mm In nhãn: 9x27 cm    5  Bình PET trắng 
 Chất liệu: nhựa PET Cổ phi : 110m Trọng lượng : 580g In nhãn: 9x25cm    6  Bình PET 5gallons không vòi 
 Chất liệu: nhựa PET Cổ phi: 55mm Trọng lượng: 650g In nhãn: 9x25cm   Chai nhựa 330ml, 500ml, 1,5L...  7  Chai PET 0,5L (vuông) 
    8  Chai PET 0,5L (sóng) 
    9  Chai nhựa 330ml (cây thông) 
    10  Chai nhựa các loại 
   Phôi nhựa PET  11  Phôi PET nhỏ 
    12  Phôi bình PET 19L 
    13  Phôi bình PET 20L 
   Phụ kiện các loại  14  Vòi 
    15  Nắp đóng phi 55 
 Chất liệu: nhựa PET Phi : 55    16  Yếm ngoài, trong 
    17  Nắp vặn phi 55 
 - Nhựa PP    18  Nắp vặn phi 110 
 - Nhựa PP   TÊN SẢN PHẨM  ĐƠN GIÁ (tham khảo)   Bình pet 19L  28.000 VND   Binh pet 20L  23.000 VND   Vòi  1.800/ cái   Nắp vặn (110  1.600/ cái   Nắp vặn (55  900/cái   Nắp đóng (55(có yếm)  700/ cái   Kim  65 ngàn/kg   Yếm  65 ngàn/ kg   Nắp đóng kim (55  600/cái   Màng co áo xanh bình 19L  29 ngàn/kg   Chân kệ  12 ngàn/ cái   Bảng 2.2: Bảng giá chi tiết (tham khảo) 2.5 Hệ thống tổ chức kinh doanh
Hình 2.2: Cơ cấu tổ chức của Công ty 2.6 Hoạt động mua bán của Công ty 2.6.1 Đối tượng phục vụ Khách mua hàng tiêu dùng. Các cá nhân và doanh nghiệp có nhu cầu mua hàng kinh doanh. Các cá nhân và doanh nghiệp có nhu cầu gia công. 2.6.2 Phương thức đặt hàng - Đặt hàng trên website: hongvinhphat-pet.com - Qua điện thoại, fax. 2.6.3 Quy trình và phương thức thanh toán Trả tiền trực tiếp khi nhận hàng : Áp dụng cho tất cả khách hàng nằm trong phạm vi giao hàng của Công ty. Nhân viên đem hàng đến nhà và thu tiền. Công ty nhận tiền đồng VN hoặc USD (tính theo tiền tệ quy đổi hiện tại). Có thể nhờ người thân thanh toán hoặc nhận hàng thay.  Trả tiền bằng cách chuyển tiền qua bưu đện : Áp dụng cho tất cả khách hàng. Thanh toán bằng chuyển tiền qua bưu điện, Trả tiền bằng cách chuyển khoản qua ngân hàng : Áp dụng cho tất cả khách hàng. Tài khoản của Công ty HỒNG VĨNH PHÁT có ở : Ngân hàng ACB. Ngân hàng nông nghiệp & phát triển nông thôn. Ngân hàng sacombank. Ngân hàng vietcombank (VCB). 2.6.4 Giao hàng Phạm vi giao hàng: - Công ty thực hiện việc giao hàng trong phạm vi nội thành TP.HCM và các tỉnh thành có chi nhánh của HỒNG VĨNH PHÁT: phí vận chuyển tùy theo phạm vi vận chuyển. - Ngoài ra Công ty có thể thực hiện việc giao hàng trong phạm vi cả nước và nước ngoài tùy theo số lượng hàng hóa và cước phí thỏa thuận riêng. Thời gian giao hàng - Giao hàng tất cả các ngày trong tuần. Khách hàng từ chối nhận hàng : Công ty sẽ bảo đảm cho khách hàng sự hài lòng tốt nhất khi mua hàng qua website hongvinhphat-pet.com. Nếu có sai sót không đúng với yêu cầu của khách hàng (ví dụ : hàng không đúng mẫu mã, giá cả, …), sau khi nhân viên giao hàng lập biên bản về những sai sót, Công ty sẽ đổi lại hàng, hoặc đối tác có thể từ chối không nhận hàng vì những lý do trên. CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT PET 3.1.1 Tổng quan Polyethylene terephthalate ( được gọi là PET, PETE hoặc PETP hoặc PET-P) là nhựa nhiệt dẻo, thuộc loại nhựa polyester và được dùng trong tổng hợp xơ sợi, vật đựng đồ uống , thức ăn và các loại chất lỏng; có thể ép phun để tạo hình; và trong kỹ nghệ thường kết hợp với xơ thủy tinh. PET là một trong số những nguyên vật liệu sử dụng trong việc sản xuất sợi thủ công. Các đặc tính của PET được quyết định bởi quá trình xử lý nhiệt, nó có thể tồn tại cả hai: vô định hình (trong suốt) và ở dạng kết tinh (màu trắng đục). Monomer của PET có thể được tổng hợp bởi phản ứng ester hóa giữa acid terepthalic và ethylene glycol tạo ra nước, hoặc phản ứng transester hóa giữa ethylene glycol và dimethyl terepthalate, methanol là sản phẩm. Sự polymer hóa được tiến hành bởi một quá trình đa trùng ngưng của các monomer (ngay lập tức sau quá trình ester hóa hoặc transester hóa ) với ethylene glycol là sản phẩm (ethylene glycol được thu hồi trong sản xuất ). Hầu hết công nghiệp PET trên thế giới là tổng hợp sợi (chiếm 60%) cung cấp cho khoảng 30% nhu cầu của thế giới. Trong lĩnh vực vải sợi, PET được ứng dụng làm polyester kết hợp với cotton. Hầu hết, PET được ứng dụng đùn ép tạo sản phẩm. PET được sản xuất dưới tên thương mại Arnite, Impet và Rynite, Ertalyte, Hostaphan, Melinex và Mylar films, và Dacron, Diolen, Terylene và Trevira fibers.
PET có thể được bọc bởi vỏ cứng hay làm vỏ cứng bọc vật dụng, quyết định bởi bề dày lớp và lượng nhựa cần thiết. Nó tạo thành một màng chống thấm khí và ẩm rất tốt. Chai PET chứa được các loại thức uống như rượu và các loại khác, bền và chịu được va đập mạnh. PET có màu tự nhiên với độ trong suốt cao. PET có thể kéo thành màng mỏng (thường được gọi với tên thương mại là mylar). PET thường được bao bọc với nhôm để làm giảm tính dẫn từ, làm cho nó có tính phản chiếu và chắn sáng. Chai PET là một loại vật đựng rất tốt và được sử dụng rộng rãi để đựng đồ uống lỏng. PET hoặc Dacron cũng được sử dụng như là một lớp vật liệu cách nhiệt phủ phần ngoài của trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Ngoài ra, sự kẹp PET vào giữa màng polyvinyl alcol sẽ làm tăng sự ngăn thẩm thấu khí oxygen. Khi có sự gia cường hạt hay sợi thủy tinh, nó trở nên cứng một cách đáng kể và bền hơn. PET là một dạng bán bán kết tinh, được mua bán dưới tên thương mại là Rynite, Arnite, Hostadur&Crastin. PET là một loại bao bì thực phẩm quan trọng có chể tạo màng hoặc tạo dạng chai lọ do bởi các tính chất : Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao. Trơ với môi trường thực phẩm. Trong suốt. Chống thấm khí O2, và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác. Khi đươc gia nhiệt đến 200oC hoặc làm lạnh ở – 90oC,cấu trúc hóa học của mạch PET vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khi nhiệt độ khoảng 100oC Công dụng: Do tính chống thấm rất cao nên PET được dùng làm chai, bình đựng nước tinh khiết, nước giải khát có gas…. PET được tìm ra vào năm 1941 bởi Calico Printer’ Association của Manchester. Chai PET được sản xuất vào năm 1973. Một vài thông số vật lý: Bảng 3.1: Thông số vật lý PET Công thức phân tử  (C10H8O4)n   Khối lượng riêng (dạng vô định hình)  1.370 g/cm3   Khối lượng riêng (dạng kết tinh)  1.455 g/cm3   Ứng suất kéo  55-75 Mpa   Giới hạn đàn hồi  50-150 %   Nhiệt độ thủy tinh  75oC   Điểm nóng chảy  260oC   Độ dẫn nhiệt  0.24 W/mK   Một trong những đặc tính quan trọng của PET là độ nhớt. Độ nhớt của chất được decilit/gram (dl/g) phụ thuộc vào độ dài mạch polymer. Độ dài mạch của polymer càng dài, độ rắn càng cao, nên độ nhớt càng cao. Độ dài của một polymer của thể được đều chỉnh thông qua quá trình polymer hóa. Độ nhớt của một vài dạng: Độ nhớt (decilit/gram – dl/g)  Dạng   0.6  Sợi   0.65  Màng mỏng   0.76-0.84  Chai lọ   0.85  Dây thừng   PET có khả năng hút ẩm. Khi bị ẩm, trong quá trình gia công PET, sự thủy phân sẽ diễn ra tại bề mặt tiếp xúc giữa nước và PET, nguyên nhân này làm giảm phân tử lượng của PET (hay độ nhớt) và những đặc tính cơ lý của nó. Vì thế trước khi nhựa được gia công, độ ẩm phải được loại bỏ khỏi nhựa. Có thể thực hiện được bằng cách sử dụng chất hút ẩm hoặc sấy trước khi đưa vào gia công. 3.1.2 Quá trình sấy PET Trong lò sấy, khí nóng được thổi từ phía dưới lên sàn chứa những mảng PET được cắt, làm PET bay lên lơ lửng trong không khí nóng, nên có thể loại bỏ được độ ẩm. Khí nóng ẩm được dẫn khỏi sàn và đi qua bộ làm lạnh để loại bỏ độ ẩm. Cuối cùng không khí này được nung trở lại và được cho trở lại để sấy những mảng PET như lúc đầu, chu trình được lập lại. Độ ẩm trong sản phẩm nhựa phải nhỏ hơn 40 phần triệu (một phần nước trên một triệu phần nhựa theo khối lượng) thì đạt yêu cầu chất lượng trước khi gia công. Thời gian sấy không nên ngắn hơn 4 giờ, bởi vì sấy nguyên liệu thấp hơn 4 giờ, thì nhiệt độ của mảng PET sẽ thấp hơn 160oC. Ở nhiệt độ này thì sự thủy phân sẽ xảy ra bên trong những mảng PET trước khi chúng được sấy khô. 3.1.3 Phương pháp gia công Hạt nhựa PET được tạo ra bằng nhiều phương pháp tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm tạo ra. Quá trình tạo sản phẩm chủ yếu là ép phun và thổi chai. Quá trình tạo sản phẩm thông thường bao gồm những bước sau Hình 3.1: Quy trình tạo sản phẩm PET 3.1.4 Các Phương Pháp Tổng Hợp PET a. Phản ứng giữa Acid Terephtalic và Etylen Glycol Phản ứng gồm 2 giai đoạn Giai đoạn 1: Hỗn hợp TPA và EG được gia nhiệt, phản ứng trùng ngưng xảy ra tạo BHET ( bis-(hydroxyletyl)terephtalat) và các oligome có phân tử lượng thấp.
Giai đoạn 2: Phản ứng trùng ngưng tiếp tục xảy ra tạo PET. Sau phản ứng, EG còn dư, PET có dạng lỏng chảy nhớt. Nếu làm lạnh ngay trong nước sẽ tạo thành PET vô định hình.
Xúc tác thường dùng là antimony trioxid, muối của titanium, germanium, cobalt, mangan, magnesium và kẽm. Xúc tác sử dụng với nồng độ thích hợp để làm tăng vận tốc phản ứng. b. Phản ứng trans este hóa giữa Dimetyl Terephtalat (DMT) và EG Phản ứng điều chế DMT từ TPA và Methanol.
Phản ứng Trans este hóa giữa DMT và EG, metanol là một trong các sản phẩm.
c. Phản ứng giữa terephtaloyl diclorid và Etylen Glycol
Phản ứng này xảy ra nhanh và hiệu suất cao. Tuy nhiên do clorua acid rất đắt nên phương pháp không được sử dụng trong công nghiệp. Poly Ethylen (PE) Nguyên liệu để sản xuất PE là etylen (C2H4), chủ yếu thu được từ việc cracking dầu mỏ Nhựa Polyetylen có nhiều loại: HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, nhưng trong thị trường phổ biến là 2 loại HDPE và LDPE. HDPE là PE có khối lượng riêng lớn. Có thể sản xuất theo 2 phương pháp: +Áp suất trung bình (30 ÷40 atm) +Áp suất thấp (3 ÷4 atm) LDPE là PE có khối lượng riêng bé. Sản xuất theo phương pháp áp suất cao (1500 ÷2500 atm). Cấu tạo Phân tử polyetylen có cấu tạo mạch thẳng dài gồm những nhóm etylen, ngoài ra còn có những mạch nhánh. PE là polymer không phân cực, monome lưỡng cực µ0 ≈0. Nếu mạch nhánh càng nhiều và càng dài thì độ kết tinh càng kém. PE có độ kết tinh tương đối cao và khác nhau đối với mỗi loại. Trong PE phần tinh thể làm cho mạch cứng nên bền nhiệt độ, bền với tác dụng cơ học, còn phần vô định hình làm cho mạch mềm. Cấu tạo của PE phụ thuộc vào phương pháp sản xuất. Polyethylene thường được phân loại theo tỷ trọng, khối lượng trên đơn vị thể tích (g/cm3 hay lb/in3). Khi nào bất kỳ polymer nguội từ trạng thái nóng chảy,một số mạch polymer có thể sắp xếp thành những vùng kết tinh có trật tự cao, xếp chặt. Điều này sẽ xảy ra ở những vùng có mẫu dạng lặp lại và mang những phân tử dài. Trong những vùng có mẫu dạng bất thường, như những điểm rẽ nhánh hay đầu mạch, sự kết tinh không xuất hiện và những vùng này được gọi là vô định hình (vô trật tự). Một số polymer, như polystyrene thương mại, thì hoàn toàn vô định hình vì sự cản trở toàn bộ cấu trúc phân tử đã ngăn sự kết tinh Low-Density Polyethylene (LDPE) Polyethylen thấp tỷ trọng (LDPE) được tổng hợp theo một cách hình thành polymer nhiều nhánh. Nó có nhiều mạch nhánh ngắn (mạch C4-C6) và các mạch nhánh dài (với số C gần bằng mạch chính) xếp dọc mạch chính và cả hệ kéo dài như xương sống. Những điểm rẽ nhánh dọc trên mạch chính như những điểm gây tan rã trật tự của hệ thống và ngăn sự kết tinh cục bộ. Hệ quả của mức độ kết tinh thấp là tỷ trọng thấp. LDPE thường có tỷ trọng 0,91 – 0.93 g/cm3 LDPE tương đối dễ gia công nhiệt. So với các cấp PE khác, nó nóng chảy ở vùng nhiệt độ tương đối thấp (105 tới 115oC) và không đòi hỏi động cơ máy đùn công suất lớn. LDPE dùng cho thổi màng tương đối nhớt, nhưng nhờ phạm vi rộng về độ phân nhánh tạo ra vùng gia công khá rộng và độ bền cao trong bong bóng nóng chảy. Nhờ bong bóng ổn định mà trong gia công màng thổi ta có thể chạy kiểu ống trụ dài, hay còn gọi là đường sương thấp (low frost-line height, pocket bubble). Màng thổi từ LDPE cho cảm giác mềm mại. Ngoài ra, dán nhiệt LDPE rất dễ. Hình 3.2: Cấu trúc không gian của PE High-Density Polyethylene (HDPE) Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE) được tổng hợp bởi một phương pháp rất khác với cách tổng hợp LDPE. Kết quả là polymer thu được có mạch rất thẳng. Thật ra, HDPE được trùng hợp với một ít comonomer tạo vài nhánh mạch ngắn được đặt cố ý dọc theo mạch chính để làm polymer dễ gia công hơn. Mạch polymer thằng và ít nhánh kềnh càng này làm cho polymer có độ kết tinh cao. HDPE do vậy có tỷ trọng cao hơn LDPE và nằm trong khoảng 0.93 to 0.96 g/cm3. Do độ kết tinh cao và cấu trúc phân tử đồng nhất hơn LDPE, HDPE có nhiệt độ nóng chảy cao hơn (130 đến 135oC) và vùng gia công hẹp hơn. Nó cũng đòi hỏi động cơ đùn công suất cao hơn. HDPE có độ bền dai cao hơn trong các polyethylene. Một số quy trình cải tiến gia công HDPE có thể cho sản phẩm màng mỏng 0.008 - 0.01mm. Hơn nữa, nhờ độ kết tinh cao, màng thổi HDPE có tính cản khí tốt hơn các màng từ LDPE. PolyPropylene (PP) Nguyên liệu để sản xuất PP là propylen, được tách từ khí cracking dầu mỏ hoặc từ sản phẩm dầu mỏ. Vì mỗi mắc xích có một nhóm –CH3 nên mạch cứng hơn PE vì thế độ bền cơ, bền nhiệt độ lớn hơn PE. Công thức cấu tạo: Hình 3.3: Cấu trúc không gian của PE Ta thấy công thức của PP có nguyên tử H ở C bậc 3 rất linh động do đó PP dễ bị oxi hóa, lão hóa Tính chất Tính chất lý nhiệt (độ bền nhiệt) +Nhiệt độ nóng chảy cao tnc= 160 ÷170oC +Ổn định ở 150oC khi không có ngoại lực +Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng. +Ở 155oC, PP vẫn còn ở thể rắn, nhưng đến gần nhiệt độ nóng chảy PP chuyển sang trạng thái mềm cao (như cao su). +Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120oC, PP bắt đầu kết tinh → nhiệt độ kết tinh cao Khả năng chịu ánh sáng mặt trời: Do có nguyên tử H ở C bậc 3 linh động nên dễ bị oxi hoá, lão hoá. PP không có chất ổn định Dưới ánh sáng khuyết tán vẫn ổn định tính chất trong 2 năm. Có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá huỷ ngay. PP có chất ổn định (hoặc dùng muội than 2%) dưới ánh sáng trực tiếp (tia cực tím) thì sau 2 năm tính chất không thay đổi, bền trong 20 năm. Độ bền hoá học Ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ, ngay cả khi tiếp xúc lâu, mà chỉ trương trong các cacbuahydro thơm và clo hoá. Nhưng ở nhiệt độ trên 80oC thì PP bắt đầu tan trong hai loại dung môi trên. Polymer có độ kết tinh lớn bền hoá chất hơn polymer có độ kết tinh bé. PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm <0,01% Độ bền cơ học Trọng lượng phân tử nằm trong khoảng 80.000 ÷200.000 Tỷ trọng thấp d=0,9 ÷0,92 ( ≈ dVLDPE =0,09 ÷0,91) Độ giãn dài : ε % = 300-800% (cao hơn PE) Nhiệt độ giòn gãy thấp hơn PE: (-5oC) ÷(-15oC) Hình 3.4: Một số mã hiệu của nhựa khác CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 4.1 Quy trình công nghệ 4.1.1 Sản xuất phôi PET Sơ đồ 4.1: Sơ đồ quy trình sản xuất phôi PET 4.1.2 Thổi chai PET Sơ đồ 4.2: Thổi chai PET 4.1.3 Thuyết minh quy trình công nghệ a. Khâu tạo phôi Nguyên liệu được hút tự động vào thiết bị sấy ở 180oC trong vòng 5-6h. Sau đó được đưa vào máy tạo phôi hoạt động bán liên tục. Trong máy, qua các vòng gia nhiệt, nhựa hóa lỏng. Dưới áp lực của xilanh, nhựa được phun vào, điền đầy khuôn qua các cuống phun. Cuối cùng nhờ hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của phôi. Mỗi mẻ cho ra 2 phôi. Phôi tạo thảnh sẽ được lấy ra, kiểm tra bọt khí và cắt bỏ bavia. Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ để nguội ngoài không khí một thời gian rồi đóng thành từng bao lớn, sau đó chuyển qua khâu thổi chai. b. Khâu thổi chai Phôi sau khi gia nhiệt sẽ được lắp vào khuôn, kích hoạt máy thổi. Quá trình thổi xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn tùy vào loại phôi và cũng nhờ hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của sản phẩm. Sản phẩm sau đó sẽ được lấy ra, kiểm tra, phân loại, khoan lỗ gắn vòi, đóng bao và lưu kho. Những phế phẩm sẽ lại được cắt nhỏ và chuyển qua khâu xử lý nhựa tái chế. Các linh kiện và phụ kiện như: nắp, vòi, kim, yếm cũng được sản xuất tương tự nhưng với nguyên liệu là nhựa PP và PE. 4.2 Máy ép phun (tạo phôi PET) 4.2.1 Đặc điểm công nghệ ép phun Vùng tạo hình được xác lập trước – khuôn khép kín trước khi nhựa được bơm vào khuôn qua các rãnh, cửa có tiết diện nhỏ. Quá trình gia công gồm 2 quá trình: Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu. Tạo hình trong khuôn. Độ chính xác kích thước cao. Chu kỳ đúc ngắn từ vài giây đến chục phút. Năng suất cao, ít tốn công hoàn tất. Thích hợp cho gia công nhựa nhiệt dẻo. 4.2.2 Cấu tạo chung Máy ép phun có cấu tạo gồm những phần chính như sau:
Hình 4.1: Cấu tạo chung của máy ép phun a. Hệ thống hỗ trợ ép phun: giúp vận hành máy ép phun Gồm: Thân máy (Frame) Hệ thống điện (Electrical system) Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) Hệ thống làm nguội (colling system)
Hình 4.2: Hệ thống hỗ trợ ép phun b. Hệ thống phun Hệ thống phun có 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. Gồm: Phễu cấp liệu (hopper): chứa vật liệu dạng viên để cấp vào khoang trộn. Khoang chứa liệu (Barrel): chứa nhựa để vis trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt bằng các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp khoảng 20-30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy nhựa. Băng gia nhiệt (Heater band): Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Trên máy có nhiều băng gia nhiệt, cài đặt với nhiệt độ khác nhau, tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun. Hình 4.3: Băng gia nhiệt Trục vít (screw): có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn. Cấu tạo:
Hình 4.4: Cấu tạo trục vis Bộ hồi tự hở (non-return assembly, non-return valve) Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vis và seat. Chức năng của nó là tạo dòng nhựa bắn vào khuôn.
Hình 4.5: Bộ hồi tự hở Khi trục vis lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển hướng về vòi phun và cho phép nhựa chảy về phía trước đầu trục vis. Còn khi trục vis di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau
Hình 4.6: Các loại bộ hồi tự hở Vòi phun (nozzle): có chứa năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.
Hình 4.7: Vòi phun c. Hệ thống khuôn d. 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 thức một chu kỳ ép phun. Bao gồm: Hình 4.8: Hệ thống kẹp khuôn Cụm đẩy của máy (machine ejectors): tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn Cụm kìm (clamp cyclinders): cung cấp lực để đóng mở khuôn và giữ khuôn trong suốt quá trình phun. Thường có 2 loại: Cơ cấu khuỷu
Hình 4.9: Cơ cấu khuỷu Xylanh thủy lực
Hình 4.10: Xylanh thủy lực Bảng 4.1: Ưu nhược điểm của cụm kìm cùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực: Loại kìm  Ưu điểm  Nhược điểm   Kìm dùng thủy lực  Lắp đặt nhanh. Biết áp suất kìm. Dễ bảo dưỡng. Ít làm võng tấm khuôn. Lực kìm tập trung vào giữa tấm khuôn.  Cần lượng lớn dầu thủy lực. Tốn năng lượng. Chịu ảnh hưởng của hệ số nén của dầu.   Kìm dùng cơ cấu khuỷu  Giá thành thấp Di chuyển cơ cấu kìm nhanh Tự hãm để giảm va đập  Cần bảo dưỡng thường xuyên Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn. Khó điều chỉnh.   Tấm di động (moveable platen) Tấm cố định (stationary platen) Những thanh nối (tie bars) e. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển giúp 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 trục vis, vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực. Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển (control panel) và màn hình máy tính (computer screen). Hình 4.11: Hệ thống điều khiển 4.2.3 Chu kỳ ép phun: gồm 4 giai đoạn a. Giai đoạn kẹp (clamping phase): khuôn được đóng lại. Lúc đầu cụm kìm đóng khuôn lại rất nhanh nhưng sau đó chậm dần cho đến khi khuôn đóng hoàn toàn. Một khi khuôn đã đóng cũng là lúc áp lực kìm rất lớn được tạo ra để chống lại áp cao từ dòng nhựa bắn vào khuôn. Điều này rất quan trọng vì nếu lực kẹp khuôn không đủ lớn thì khuôn sẽ bị hư và sản phẩm bị khuyết tật.
Hình 4.12: Giai đoạn kẹp b. Giai đoạn phun (injection phase): nhựa điền đầy vào khuôn. Đầu tiên, nhựa nóng chảy được phun vào khuôn rất nhanh do trục vis tiến về phía trước. Khi lòng khuôn được điền đầy (khoảng 95%) thì quá trình định hình sản phẩm diễn ra do lòng khuôn có nhiệt độ thấp hơn. Nhựa nóng sẽ nguội dần và co rút. Do đó một lượng nhựa nữa (khoảng 5%) sẽ tiếp tục được phun vào để bù trừ vào sự co rút cho đến khi miệng phun bị đặc cứng lại. Quá trình này gọi là quá trình giữ hay quá trình kìm, giúp ngăn dòng chảy ngược của nhựa qua miệng phun.
Hình 4.13: Giai đoạn phun c. Giai đoạn làm nguội (cooling phase): nhựa được làm đặc lại trong khuôn. Giai đoạn này bắt đầu ngay sau khi quá trình giữ kết thúc. Khuôn vẫn được đóng và nhựa nóng trong lòng khuôn được làm nguội cho đến khi đủ độ cứng để có thể được đẩy rời khỏi khuôn. Trong suốt giai đoạn này, trục vis vẫn quay và lùi dần lại để chuẩn bị cho lần phun kế tiếp. Hình 4.14: Giai đoạn làm nguội d. Giai đoạn đẩy (ejector phase): đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn. Cụm kìm làm chức năng mở khuôn. Lúc đầu, cụm kìm mở khuôn một cách chậm chạp và sau đó là nhanh dần cho đến gần cuối quá trình thì nó chuyển động chậm lại để tránh va đập mạnh. Khi khuôn mở ra thì tấm đẩy của khuôn bị cần đẩy của máy đẩy về phía trước để lói sản phẩm ra khỏi khuôn. Khi sản phẩm rời khỏi khuôn thì cần đẩy sẽ hồi về để sẵn sàng cho một chu kỳ ép phun kế tiếp. Việc lấy sản phẩm có thể bằng tay. Để an toàn, sau khi đóng cửa máy lại thì chu kỳ ép phun kế tiếp mới được thực hiện
Hình 4.15: Giai đoạn đẩy 4.2.4 Một số thông số kỹ thuật của máy ép phun tạo phôi PET ở Công ty Phôi thường Nhiệt độ: Đoạn  1  2  3  4  5   Cài đặt  295  295  300  305  295   Bắn keo  Nhiệt độ  Áp suất (?)  Vị trí   Đoạn 1  52  55  82   Đoạn 2  24  24  72   Đoạn 3  5  5  60   Đoạn 4  0  0  0   Đoạn 5  0  0  0   Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của máy ép phun tạo phôi PET Thời gian ép phôi 90 (s) Thời gian chu lỳ 1 Bơm keo đoạn 1 11 Bơm keo đoạn 2 17 Bao áp đoạn 1 25 Lấy keo đoạn 1 36 Lấy keo đoạn 2 78 Lùi khuôn trước lấy keo Thời gian làm nguội Mở khuôn chậm Mở khuôn nhanh Lõi tiến Thời gian chu kỳ trễ Lõi lùi Đóng khuôn tốc độ nhanh Đóng khuôn dập nhanh Áp suất cao đóng khuôn Những công đoạn sau xảy ra rất nhanh chưa tới 1 giây. Nhưng thời gian lấy sản phẩm ra là 15 giây và khi công nhân đóng cửa an toàn thì khuôn mới đóng lại nên đảm bảo an toàn lao động cho công nhân. Phôi 330ml Nhiệt độ Đoạn  1  2  3  4  5   Nhiệt độ cài đặt  290  290  290  290  275   Tổng thời gian chu kỳ: 32s Đoạn 1 6s Bao 1 2s Thêm 1 5s Thêm 2 8s Thêm L 20s Lấy sản phẩm 3s 4.3 Máy thổi chai Đặc điểm công nghệ thổi: Vật liệu khi gia công ở trạng thái chảy nhớt hay mềm cao. Bề dày sản phẩm không đồng đều. Phù hợp với sản phẩm rỗng. Tỉ lệ độ bền/khối lượng cao. Chi phí dụng cụ gia công thấp (Khoảng 25-40% so với các phương pháp khác). Năng suất cao. Tránh được mối nối giữa hai phần của sản phẩm. Giới hạn bề dày sản phẩm. 4.3.1. Cấu tạo chung
Hình 4.16: Máy kéo thổi bán liên tục Đây là máy thổi chai PET 20 lít (5gallons), dạng kéo thổi, hoạt động bán liên tục (semi automatic stretch blowing machine) Cấu tạo gồm 3 phần chính: Phần gia nhiệt: Phôi PET sẽ được cấp nhiệt để trở nên mềm dẻo hơn, chuẩn bị cho công đoạn kéo thổi Hình 4.17: Phần gia nhiệt Hình 4.18: Bộ phận giữ phôi Phần thổi phôi. Phôi sau khi được đun nóng cho mềm sẽ chuyển qua phần thổi. Một thanh đẩy phôi xuống (stretch), sát đáy khuôn, hơi áp suất cao đồng thời thổi vào để định hình sản phẩm. Bảng điều khiển: để theo dõi và thay đổi các thông số của quá trình. 4.3.2. Nguyên lý phương pháp Nhà máy sử dụng phương pháp tạo phôi trước, sau đó mới thổi thành chai, bình. Hình 4.19: Phương pháp thổi Phương pháp kéo thổi (stretch-blow): Ưu điểm của phương pháp này là sản phẩm được định hướng 2 chiều. Độ bền kéo, độ bền va đập gia tăng, độ rảo giảm và tính chống thấm khí, hơi nước của sản phẩm tăng. Loại nhựa thường được gia công bằng phương pháp này là PET và PP. Ngoài ra còn có PVC, copolime của acrilonitril, polietilen naptalat (PEN) và một số poliester nhiệt dẻo khác. Hình 4.20: Khuôn thổi Phôi PET sau khi nung nóng cho mềm sẽ được gắn lên ngàm kẹp của khuôn. Khuôn gồm 3 phần ghép lại, phần 1 định hình phần đáy bình. Phần 1 có thể được gắn chặt vào một trong 2 phần kia. Khi khuôn được đóng kín, thanh đẩy sẽ kéo phần phôi PET xuống tận đáy khuôn. Lúc này khí nén được bơm vào làm tăng áp lực trong lòng khuôn, phôi PET sẽ bị dạt ra ngoài, định hình theo hình dạng của khuôn. Áp suất thổi được tính toán kỹ lưỡng, sau khi thổi sẽ có giai đoạn giữ áp. Mục đích của giai đoạn này là để phôi PET được định hình hoàn toàn và được làm nguội đến khi rắn lại, không bị biến dạng khi lấy ra. Hệ thống làm nguội thường bằng nước lạnh. Kết thúc là quá trình nhả áp, thanh đẩy sẽ được kéo lên, những phần của khuôn sẽ tách nhau ra, sản phẩm được lấy dễ dàng. 4.3.3. Thông số kỹ thuật của máy thổi ở Công ty Máy gia nhiệt phôi thường: chứa được 27 phôi, thời gian lưu mỗi phôi là 13 phút. Nhiệt độ phần gia nhiệt phôi gồm 13 đoạn, biến thiên trong khoảng 45-120oC Máy gia nhiệt phôi nóng lạnh: chứa được 32 phôi, thời gian lưu mỗi phôi là 16 phút. Nhiệt độ máy thổi chai nóng lạnh (oC) biến thiên trong khoảng 30-120oC CHƯƠNG 5 SẢN PHẨM 5.1. Sản phẩm chính Bình nhựa xanh lam 
 Trọng lượng: 580g Cổ phi: 110 In nhãn: 9x7cm   Bình PET 19L có vòi 
 Dung tích : 19L Trọng lượng bình : 650g - 670g Kích thước cổ bình : phi 55 In nhãn: 9x25 cm   Hình 5.1 sản phẩm chính Một số phụ kiện:





Hình 5.2: phụ kiện 5.2 Một số hư hỏng thường gặp của sản phẩm Trong quá trình sản xuất có nhiều lỗi như: sản phẩm bị biến màu, có bọt khí, phun bị thiếu… làm cho sản phẩm bị kém chất lượng không đạt yêu cầu sản xuất. Sản phẩm bị đưa qua loại 2 hay phải tái chế lại làm giảm hiệu quả và năng suất. Sản phẩm bị đổi màu PET là nhựa nhiệt dẻo, tồn tại ở hai trạng thái là kết tinh và vô định hình. Để sản phẩm đạt được độ trong thì khi gia công ta luôn giữ keo ở trạng thái vô định hình. Nghĩa là phải gia công ở một nhiệt độ thích hợp không được quá cao khi đó keo sẽ chuyển thành trạng thái kết tinh và bị đục. Ở giai đoạn gia nhiệt cho quá trình thổi ta không được để thời gian lưu quá cao. Máy gia nhiệt có cấu tạo hộp kín chỉ có 1 cửa vào và 1 cửa ra, thời gian cho 1 phôi đi vào và đi ra là cố định. Do đó ta phải điều chỉnh nhiệt độ từng đoạn sao cho thích hợp nhất để khi phôi đi ra là đem qua thổi được. Hình 5.3 sản phẩm đổi màu Nguyên nhân Thời gian vật liệu ở trong khoang cấp liệu quá dài. Nhiệt độ khoang cấp liệu quá cao. Màu của vật liệu nghiền lại khác với màu của vật liệu cơ bản. Trục vis không phù hợp. Hệ thống kênh dẫn thiết kế chưa tốt. b. Khắc phục Vật liệu: đảm bảo vật liệu luôn sạch Khuôn: Thiết kế hệ thống dẫn nhựa thích hợp để giảm nhiệt ma sát gây quá nhiệt nhựa. Hệ thống thoát khí phải phù hợp vì khí bị khí bị kẹt sẽ làm tăng nhiệt gây quá nhiệt nhựa. Máy ép phun: Thay trục vis vì trục vis được thiết kế không đúng làm quá trình trộn kém và cũng gây quá nhiệt nhựa. Giảm nhiệt độ ở khoang cấp liệu và vòi phun Đảm bảo phễu cấp liệu luôn sạch sẽ. Sản phẩm có đốm đen Do cấu tạo của pittong, hoặc là trong quá trình hoạt động do ma sát sinh ra những vết trầy trên bề mặt xilanh làm cho nguyên liệu bị ứ đọng tại đó và bị cháy thành than. Những bụi than này theo dòng nguyên liệu phun ra ngoài tạo nên đốm đen trên sản phẩm. a. Nguyên nhân Hình 5.4: sản phẩm đốm đen Vật liệu bị thoái hóa Vật liệu bị bẩn Cách khắc phục Vật liệu: Không tái sử dụng vật liệu của sản phẩm bị các vết bẩn quá lớn. Giữ nguyên liệu luôn sạch sẽ, không lẫn tạp chất. Khuôn: Vệ sinh khuôn trước khi sử dụng. Làm sạch hệ thống kênh dẫn để tránh chất bẩn bám vào Máy ép phun Vệ sinh máy trước khi sử dụng. Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun để tránh gây quá nhiệt vật liệu. 5.2.3 Sản phẩm bị bavia Hiện tượng này xảy ra khi một lớp vật liệu mỏng bị tràn ra ngoài qua mặt phân khuôn hay ở vị trí các ti đẩy sản phẩm. Trong nhà máy, sản phẩm phôi PET ít khi bị bavia, một vài sản phẩm phôi chai PET 20 lít cổ lớn bị ba via ở phần vặn nắp. Đối với máy ép phun sản xuất nắp bình cổ lớn ϕ110m, một vài sản phẩm cũng xuất hiện ba via. Sản phẩm sẽ qua công đoạn kiểm tra, cắt ba via trước khi lưu kho. a. Nguyên nhân Hình 5.5: Sản phẩm Bavia Các tấm khuôn không khớp với nhau Lực kìm không đủ lớn để chống lại áp suất trong các lòng khuôn. Những vùng được định hình quá mức làm tăng áp cục bộ. Điều kiện ép phun chưa tốt như nhiệt độ chảy dẻo của vật liệu và áp suất phun được cài đặt quá cao. Hệ thống thoát khí chưa phù hợp. Khắc phục Khuôn Đảm bảo các tấm khuôn khớp với nhau hoàn toàn, đặc biệt là tại mặt phân khuôn phải không có khe hở. Mặt phân khuôn phải sạch sẽ trước khi lắp ráp. Kiểm tra lại kích thước của hệ thống thoát khí có phù hợp chưa. Máy ép phun Tăng lực kìm, nếu máy không tạo đủ lực kìm thì phải đổi máy. Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun để tránh áp phun quá cao làm bung kìm nhưng không nên giảm quá mức. Giảm áp phun và áp định hình để lực kìm mà ta cài đặt đủ lớn Tăng thời gian phun hay hạ từ từ vận tốc phun. Sản phẩm bị thiếu chi tiết Do thiếu nguyên liệu. Vì nguyên liệu từ lò sấy được đưa vào liên tục. Lò sấy chứa ít nhất là 350-1200 kg mỗi khi sắp hết nguyên liệu trong lò sấy thì còi báo sẽ kêu, ta sẽ tiếp liệu ngay khi đó. Do kích thước cổng dẫn trong khuôn không đều làm cho dòng nguyên liệu bị nghẽn lại. Thông thường việc thiếu chi tiết đối với phôi PET ít khi xảy ra; tình trạng này thường xảy ra nhất khi ép phun với sản phẩm là kim đậy nắp, do sản phẩm nhỏ và hệ thống kênh dẫn khá phức tạp. Nguyên nhân Dòng nhựa bị hạn chế: do kênh dẫn bị đông đặc hay thiết kế kênh dẫn chưa hợp lý. Lòng khuôn phức tạp nên dòng chảy bị nghẽn. Thoát khí không tốt Nhiệt gây chảy dẻo nhựa hay nhiệt độ khuôn quá thấp Công suất máy ép phun không đủ. Một số bộ phận của máy bị hỏng như: phễu, van hồi tự hở gây mất áp suất phun hoặc rò rì thể tích phun. Khắc phục Sản phẩm: Hình 5.6: sản phẩm thiếu chi tiết Tăng bề dày của sản phẩm một chút để dòng chảy ít bị nghẽn. Khuôn Bố trí miệng phun hợp lý để ưu tiên dòng chảy qua vùng có bề dày lớn nhất Tăng kích thước hay số miệng phun. Tăng kích thước kênh dẫn để giảm kháng dòng. Đặt các lỗ thoát khí ở gần nơi không điền đầy hoặc tăng số lỗ thoát khí để giảm áp hồi. Máy ép phun Tăng áp suất phun nhưng chỉ trong giới hạn khoảng 85% áp suất phun lớn nhất của máy. Tăng vận tốc phun để nhựa lỏng còn giữ đủ nhiệt để điền đầy hoàn toàn lòng khuôn. Tăng thể tích phun. Tăng nhiệt khoang cấp liệu, thành khuôn để gia nhiệt thêm cho nhựa lỏng chảy vào lòng khuôn. Kiểm tra van hồi tự hở và khoang chứa liệu để chắc rằng chúng không bị mòn hay hư hỏng. Sản phẩm bị bọt khí Các lỗ khí xảy ra khi các dòng chảy của nhựa cùng bao quanh các bọt khí. Nguyên nhân có thể do nguyên liệu bị ẩm, sấy chưa kỹ. Do vậy, trước khi gia công nguyên liệu được sấy 5- 6 tiếng. Một số phôi chai PET lớn có hiện tượng bị bọt khí, nếu bọt khí không lớn, phôi này vẫn được đem đi thổi thành chai. Tuy nhiên, thực tế cho thấy khi thổi những phôi PET này thì thành phẩm vẫn bị bọt khí, thường là loại 2 hoặc phải loại bỏ. Hình 5.7: Sản phẩm bị bọt khí Nguyên nhân Ảnh hưởng của sự ưu tiên dòng chảy. Sự không cân bằng dòng vì sản phẩm có bề dày không đồng đều. Bố trí hệ thống thoát khí trên khuôn chưa tốt. Khắc phục Khuôn Thiết kế bề dày sản phẩm hợp lý để tránh hiện tượng ưu tiên và mất cân bằng dòng chảy Cần cân bằng dòng trên hệ thống kênh dẫn và bố trí hệ thống thoát khí hợp lý. Máy ép phun Giảm vận tốc phun vì vận tốc phun lớn sẽ làm cho nhựa bắn thành tia và khí sẽ dễ dàng lẫn vào. Khi nhựa được phun với vận tốc chậm thì khí sẽ có đủ thời gian thoát ra ngoài. Sản phẩm thổi định hình không đầy khuôn Nguyên nhân Áp suất thổi không đủ lớn. Phôi PET chưa đủ mềm, trong quá trình thổi sẽ nguội nhanh mà chưa kịp định hình hoàn toàn. Khắc phục Tăng áp suất thổi. Tăng nhiệt độ của bộ phận gia nhiệt làm mềm phôi PET. Sản phẩm thổi có độ dày không đều hay khi thổi sản phẩm bị thủng Nguyên nhân Phôi PET được gia nhiệt không đều Áp suất thổi quá lớn làm cho phôi PET bị thủng mà chưa kịp định hình thành sản phẩm b. Khắc phục Trong sản suất, những sự cố là không thể tránh khỏi, nhất là trong giai đoạn đầu máy hoạt động chưa ổn định. Việc điều chỉnh các thông số của máy cần phải tính đến sự liên hệ đến những thông số khác. Việc thay đổi, điều chỉnh này cần phải có kinh nghiệm thực tế. CHƯƠNG 6 AN TOÀN LAO ĐỘNG Lao động nhằm tạo ra của cải vật chất và các giá trị tinh thần cho đời sống xã hội. Lao động có năng suất, chất lượng, hiệu quả là nhân tố quyết định đến mọi hình thái xã hội và điều này không tách rời với cách thức lao động an toàn, sức khỏe và môi trường lao động cần được đảm bảo tốt. Trong quá trình lao động thì người công nhân sẽ phải tiếp xúc với các yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe ( có thể tránh được hay không tránh được) như: Chất độc, bụi, tiếng ồn, chấn động, ánh sáng, thông gió…Vì vậy việc hạn chế tối đa các yếu tố trên để tạo không khí lao động thoải mái nhằm bảo vệ sức khỏe trong quá trình làm việc lâu dài cũng tăng hiệu quả lao động là việc làm hết sức cần thiết. Các vấn đề chính cần quan tâm: 6.1 Nhiệt độ Bức xạ mặt trời và quá trình sản sinh ra nhiệt là nguyên nhân tăng nhiệt độ. Điều này ảnh hưởng đến thân nhiệt của cơ thể làm rối loạn sinh lý có thể dẫn đến bệnh lý. 6.2 Độ ẩm Cần phải có hệ thống thông gió, ánh sáng tự nhiên để tạo môi trường được tốt hơn. 6.3 Gió Gió sẽ làm thay đổi độ ẩm, nhiệt độ, bụi, không khí độc hại. 6.4 Bức xạ nhiệt Nhiệt phát ra từ các thiết bị, máy móc sẽ gây ra cảm giác say nóng, giảm thị giác. Với các thiết bị sinh nhiệt ta nên có hệ thống cách nhiệt tốt nhằm tránh tổn thất năng lượng, cũng như bảo vệ sức khỏe cho người lao động. 6.5 Bụi trong sản xuất Bụi có tác hại làm giảm tuổi thọ cho người và thiết bị, gây khó khăn cho các thao tác, vận hành. , gây ô nhiễm môi trường. Với nhà máy sản xuất phôi PET, chai PET thì lượng bụi không đáng kể. 6.6 Tiếng ồn và chấn động Tiếng ồn do thiết bị, động cơ tạo ra trong quá trình sản xuất sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người lao động. Cần phải tìm ra những biện pháp để giảm thiểu tiếng ồn như: nhà phải đủ rộng để giảm bớt phản xạ của sóng âm, bố trí các phân xưởng có tiếng ồn cách biệt với các phân xưởng khác…