Khám phá công nghệ và quy trình sản xuất chai nhựa PET chuẩn ISO mới nhất

Là một chất liệu thường xuyên được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, đặc biệt phổ biến trong sản xuất chai lọ mỹ phẩm, thế nhưng nhiều người vẫn chưa rõ quy trình sản xuất chai nhựa PET là như thế nào?

Cùng Salub Việt Nam tìm hiểu quy trình sản xuất PET chuẩn nhất với những công nghệ mới nhất qua bài viết dưới đây:

Tìm hiểu về nhựa PET

Nhựa PET (Polyethylene Terephthalate) còn được gọi là PETE hoặc PETP, thuộc loại nhựa tái chế số 1. Đây là một loại nhựa nhiệt dẻo thuộc họ polyester, được sản xuất thông qua quá trình trùng hợp các monomer (C10H8O4)n. 

PET thuộc nhóm polyester là loại copolyme được chế tạo bởi phản ứng trùng ngưng. Tên viết tắt PET để chỉ loại polyester đã được sử dụng ethylene glycol làm chất nền khởi đầu cho quá trình trùng hợp. Ngoài ra, PET còn có tên thương mại là Mylar, Milinex, Hoslaphane, Terphane… 

Đây là loại vật liệu nhựa quan trọng và thường được ứng dụng để sản xuất bao bì thực phẩm, mỹ phẩm nói chung.

Tính chất của nhựa PET

Nhựa PET có nhiều tính chất nổi bật:

• Độ bền hóa chất tốt

Nhựa PET có khả năng chống lại tác động của hóa chất, không bị ảnh hưởng về màu sắc, mùi vị hoặc gây hại đối với sức khỏe con người.

• Khả năng kháng ẩm

PET có khả năng hút ẩm rất thấp, giúp duy trì tính ổn định của sản phẩm trong môi trường ẩm ướt.

• Kích thước ổn định

Nhựa PET không dễ bị biến dạng theo thời gian và giữ được kích thước ban đầu, là vật liệu tốt cho các ứng dụng yêu cầu tính chính xác.

• Khả năng giữ khí

Nhựa PET được sử dụng rộng rãi để sản xuất chai đựng nước có gas, vì nó có thể giữ khí tốt và không cho khí thoát ra ngoài.

• Khả năng chịu nhiệt

Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhựa PET có khả năng chịu nhiệt hạn chế, chỉ có ổn định ở nhiệt độ dưới 70 độ C mà không bị biến dạng.

Xem thêm: Tìm hiểu về nhựa PET – Vật liệu phổ biến nhất trong sản xuất bao bì mỹ phẩm

Một số thông số kỹ thuật của nhựa PET

Khối lượng riêng	1,37-1,4 g/cm3
Modulus đàn hồi	2800 – 3100 Mpa
Biến dạng đứt	50 – 150 %
Nhiệt độ chuyển thủy tinh	78 – 80oC
Nhiệt độ nóng chảy	240 – 260oC
Độ dẫn nhiệt	0,24 W/m.K
Nhiệt dung riêng	1 KJ/kg.K
Nhóm Carboxyl cuối mạch	<= 20 mol/t
Độ kết tinh	>= 45 %
Độ bền kéo	55 – 57 Mpa
Độ bền va đập (mẫu có khía)	3,6 KJ/m2
Nhiệt độ kết tinh	160oC
Nhiệt độ mềm	Vicat 170oC
Hệ số giãn nở nhiệt dài	7.10-5 K-1
Độ hấp thụ nước	0,16 %
Hàm lượng Acetaldehyde (AA)	<= 3 ppm

Độ nhớt nội tại (I.V – Intrinsic Viscosity)

I.V là chỉ số đại diện cho khối lượng phân tử trung bình của polymer. Chỉ số này ảnh hưởng đến khả năng gia công và tính chất của sản phẩm, được dùng kiểm soát quá trình tổng hợp và giúp khách hàng lựa chọn loại nhựa thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

Thông thường, nếu sản phẩm cần sản xuất đòi hỏi bộ nền, ứng suất kháng nứt môi trường (Environmental Stress Cracking – ESCR) cao thì doanh nghiệp nên dùng loại có I.V cao.

Giá trị I.V của PET được xác định từ thời gian chảy của dung dịch polymer (nồng độ 0,5% PET) và dung môi trong thiết bị đo độ nhớt tại nhiệt độ xác định, do đó giá trị I.V sẽ phụ thuộc vào loại dung môi sử dụng và điều kiện nhiệt độ đo. 

Thông thường dung môi sử dụng là hỗn hợp Phenol và Tetrachloroethane (tỷ lệ 60:40 theo khối lượng) ở nhiệt độ 25oC, dựa trên tiêu chuẩn ASTM D4603.

Quy trình sản xuất chai nhựa PET chuẩn ISO

Nhựa PET được sản xuất thông qua quá trình trùng hợp ethylene glycol và dimethyl terephthalate (DTM) hoặc acid terephthalic (TPA) dưới áp suất thấp. Quá trình sản xuất nhựa PET chuẩn bao gồm 2 công đoạn chính:

Gia công phôi

Gia công phôi là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất chai PET. Quá trình này gồm hai giai đoạn chính:

• Nhựa hóa trong xi lanh nguyên liệu

Hạt nhựa PET (hạt nhựa nguyên sinh hoặc/và hạt nhựa tái chế, có thể trộn cùng với hạt màu tùy theo màu sắc thành phẩm mong muốn) được đưa vào thiết bị sấy và được gia nhiệt ở nhiệt độ khoảng 180 độ C trong khoảng từ 3-4 giờ.

• Tạo hình khối trong khuôn sẵn

Sau khi hóa dẻo, nhựa PET được bơm vào khuôn bằng xi lanh. Sau đó được giảm nhiệt và làm lạnh ngay trong khuôn để trở lại trạng thái rắn ban đầu.

Mỗi chu kỳ gia công phôi diễn ra trong vài chục giây đến vài phút và cho ra 2-16 phôi. Các phôi này sẽ được kiểm tra bọt khí và cắt bỏ phần nhựa thừa (gọi là bavia). Phôi đạt chuẩn sẽ được đưa tiếp qua giai đoạn tạo hình bằng khuôn, còn phôi không đạt chuẩn sẽ được đưa đi tái chế.

Ngoài ra, nhựa PET có tái chế được không cũng là một câu hỏi được quan tâm và câu trả lời là loại nhựa này có thể được tái chế.

Xem thêm: Quy trình tái chế nhựa PET

Thổi và tạo hình chai

Sau gia công phôi, phôi PET cần trải qua giai đoạn thổi và tạo hình chai. Công đoạn này gồm hai giai đoạn chính:

• Gia nhiệt làm mềm phôi

Phôi PET sau gia công phôi được gia nhiệt để trở nên mềm dẻo.

• Thổi chai trong khuôn

Phôi PET mềm dẻo sau đó được đặt trong khuôn. Khí nén được bơm vào để tạo áp suất bên trong khuôn, định hình chai theo hình dạng của khuôn.

Sau khi chai PET đã hình thành và cứng cáp, áp suất được giảm và phần khuôn được tách ra. Kết quả là sản phẩm chai nhựa PET hoàn thiện, chỉ cần kiểm tra chất lượng và đóng gói.

Công nghệ sản xuất chai nhựa PET

Hiện nay, chai nhựa PET có 2 công nghệ sản xuất chính:

Công nghệ ép thổi, gia nhiệt và căng thổi trong khuôn – 2 bước (Reheat Stretch Blow Molding – RSBM)

• Máy ép thổi

Công nghệ ép phun là một phương pháp phổ biến trong việc gia công nhựa dẻo, và nó đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất chai nhựa PET. Phương pháp này hoạt động không liên tục, mà nó được vận hành theo từng chu kỳ để tạo ra các sản phẩm nhựa dẻo đa dạng.

• Máy gia gia nhiệt căng thổi trong khuôn trong sản xuất chai PET

Máy sản xuất chai nhựa PET sử dụng công nghệ RSBM thường được chia thành ba phần chính để thực hiện quá trình sản xuất:

Phần gia nhiệt: Ở bước này, phôi PET sẽ được gia nhiệt để chuyển sang trạng lỏng, chuẩn bị cho công đoạn căng thổi. Quá trình gia nhiệt giúp làm mềm phôi, dẻo hóa nó để dễ dàng tạo hình.

Phần căng thổi phôi: Sau khi phôi được gia nhiệt, nó sẽ chuyển qua bước căng thổi phôi. Một thanh căng sẽ đưa phôi xuống, đặt chặt lên khuôn và áp dụng hơi áp suất cao đồng thời thổi vào để tạo hình sản phẩm, tạo ra những chai nhựa PET có hình dáng và kích thước mong muốn.

Công nghệ ép phun và căng thổi trong khuôn – 1 bước (Injection Stretch Blow Molding – ISBM)

Ép phun và căng thổi trong khuôn là một quá trình sản xuất chai nhựa PET rỗng có tính đối xứng bằng cách sử dụng polyme. Trong đó, phôi được tạo ra bằng quy trình ép phun và được làm nóng và sau đó được tạo thành hình dạng cuối cùng bằng cách kéo căng chỉ trong 1 lần.

Ưu điểm	Hạn chế
Năng suất cao	Chi phí máy móc cao
Ít tốn nhân công	Khó áp dụng cho các đơn hàng sản lượng thấp
Tiết kiệm năng lượng	Khó sản xuất linh động
Tăng tính thẩm mỹ của chai	Chỉ sản xuất được sản phẩm vừa và nhỏ.

 

Liên hệ với Salub Việt Nam ngay để được hỗ trợ và tư vấn thiết kế – sản xuất chai nhựa PET cao cấp dành riêng cho thương hiệu của bạn!

Địa chỉ showroom: 872A Trường Chinh, P15, Tân Bình, TP. HCM

Hotline: 0914.08.44.22