ĐIỀU KIỆN SẤY VÀ ĐÙN TẤM PETG: HƯỚNG DẪN KIỂM SOÁT TỪ NGUYÊN LIỆU ĐẾN THÀNH PHẨM

PETG được sử dụng để sản xuất tấm nhựa trong suốt, tấm màu, tấm bóng trang trí, tấm dùng cho nội thất, tấm bảo vệ, khay hút định hình và nhiều sản phẩm yêu cầu ngoại quan đẹp. PETG tương đối dễ tạo hình nhiệt, có khả năng chịu va đập tốt và không cần kiểm soát kết tinh phức tạp như PET thông thường. Tuy nhiên, vật liệu này rất nhạy với độ ẩm và thời gian lưu ở nhiệt độ cao.

Trong thực tế, nhiều lỗi của tấm PETG không xuất phát hoàn toàn từ chất lượng hạt nhựa. Tấm bị bọt khí, sọc bạc, ngả vàng, giảm độ trong, giòn, dao động độ dày hoặc xuất hiện chấm đen thường liên quan trực tiếp đến điều kiện sấy và đùn tấm PETG chưa phù hợp.

Nếu chỉ tăng nhiệt độ máy để làm nhựa chảy dễ hơn nhưng nguyên liệu vẫn còn ẩm, quá trình thủy phân sẽ diễn ra nhanh hơn. Nếu sấy ở nhiệt độ cao nhưng điểm sương của không khí không đạt yêu cầu, nước vẫn không được tách ra hiệu quả. Nếu hạt đã được sấy tốt nhưng để lâu trong môi trường nhà xưởng, vật liệu có thể hút ẩm trở lại trước khi đi vào máy đùn.

Vì vậy, xây dựng điều kiện sấy và đùn tấm PETG không đơn thuần là đặt một mức nhiệt độ cố định. Nhà máy cần kiểm soát đồng thời loại máy sấy, nhiệt độ khí, điểm sương, thời gian sấy, lưu lượng khí, độ ẩm của hạt, nhiệt độ từng vùng máy đùn, nhiệt độ nhựa thực tế, áp suất đầu khuôn, tốc độ vít, nhiệt độ trục cán và tốc độ kéo tấm.

Bài viết dưới đây tập trung vào kinh nghiệm vận hành thực tế, giúp doanh nghiệp hiểu rõ mối liên hệ giữa khâu sấy, quá trình nóng chảy và chất lượng tấm PETG thành phẩm.

1. VÌ SAO PETG PHẢI ĐƯỢC SẤY TRƯỚC KHI ĐÙN TẤM?

PETG thuộc nhóm copolyester có khả năng hút ẩm từ môi trường. Khi mở bao nguyên liệu, hạt PETG bắt đầu tiếp xúc với không khí và có thể hấp thụ hơi nước. Tốc độ hút ẩm phụ thuộc vào độ ẩm không khí, nhiệt độ nhà xưởng, thời gian mở bao, cách bảo quản và điều kiện vận chuyển nguyên liệu đến phễu máy.

Ở nhiệt độ phòng, lượng ẩm có thể chưa làm thay đổi rõ rệt ngoại quan của hạt. Tuy nhiên, khi PETG đi vào máy đùn và tiếp xúc với nhiệt độ cao, nước sẽ phá vỡ một phần chuỗi polymer. Hiện tượng này được gọi là thủy phân.

Thủy phân có thể làm giảm khối lượng phân tử và độ nhớt nóng chảy của PETG. Dòng nhựa trở nên yếu hơn, khả năng duy trì hình dạng sau đầu khuôn giảm và cơ tính của tấm thành phẩm cũng có thể suy giảm.

Khi điều kiện sấy và đùn tấm PETG không được kiểm soát, nhà máy có thể gặp những dấu hiệu sau:

• Bọt khí nhỏ hoặc bọt dài bên trong tấm.
• Sọc bạc và vệt khí trên bề mặt.
• Độ nhớt nhựa giảm bất thường.
• Dòng nhựa chảy xệ sau khi rời đầu khuôn.
• Mép tấm dao động.
• Tấm giòn hơn dù ngoại quan vẫn tương đối trong.
• Độ bền va đập giảm.
• Khả năng tạo hình nhiệt không ổn định.
• Tấm bị trắng tại vùng kéo sâu.
• Chất lượng khác nhau giữa đầu và cuối ca sản xuất.

Điểm đáng lưu ý là PETG bị thủy phân không phải lúc nào cũng tạo ra nhiều bọt nhìn thấy bằng mắt. Trong một số trường hợp, tấm vẫn trong và bóng nhưng độ bền va đập đã giảm. Vì vậy, đánh giá điều kiện sấy và đùn tấm PETG chỉ bằng ngoại quan là chưa đủ.

2. BỐN YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH HIỆU QUẢ SẤY PETG

Một hệ thống sấy PETG hiệu quả phải kiểm soát đồng thời bốn yếu tố: nhiệt độ, thời gian, điểm sương và lưu lượng khí. Nếu thiếu một trong bốn yếu tố này, hạt có thể không đạt độ ẩm yêu cầu dù bảng điều khiển vẫn hiển thị đúng nhiệt độ.

Nhiệt độ sấy

Nhiệt độ giúp tăng khả năng khuếch tán của hơi ẩm từ bên trong hạt ra bề mặt. Nhiệt độ quá thấp khiến quá trình sấy diễn ra chậm. Nhiệt độ quá cao có thể làm hạt mềm, dính, vón cục hoặc gây biến đổi màu sắc, đặc biệt với một số grade PETG có nhiệt độ hóa mềm thấp.

Thời gian sấy

Thời gian phải được tính từ lúc toàn bộ khối hạt trong phễu thực sự đạt nhiệt độ sấy yêu cầu. Không nên tính ngay từ thời điểm bật máy vì phần hạt ở giữa phễu có thể nóng lên chậm hơn phần hạt gần đường khí.

Điểm sương

Điểm sương phản ánh độ khô của khí sấy. Khí có điểm sương càng thấp thì khả năng tiếp nhận và mang hơi nước ra khỏi hạt càng tốt. Một máy sấy chỉ tạo khí nóng nhưng không tách ẩm thường không đáp ứng tốt điều kiện sấy và đùn tấm PETG.

Lưu lượng khí

Khí khô phải đi xuyên qua toàn bộ khối hạt với lưu lượng phù hợp. Lưu lượng quá thấp tạo ra vùng chết trong phễu. Lưu lượng quá cao có thể gây hao năng lượng, làm xáo trộn hạt hoặc ảnh hưởng đến sự ổn định nhiệt.

Khi thiết lập điều kiện sấy và đùn tấm PETG, doanh nghiệp không nên chỉ ghi “sấy ở bao nhiêu độ”. Phiếu kiểm soát phải có đủ nhiệt độ khí vào, nhiệt độ khí hồi, điểm sương, thời gian lưu và lượng nguyên liệu trong phễu.

3. NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN SẤY PETG THAM KHẢO

Không có một mức nhiệt độ sấy duy nhất áp dụng cho mọi loại PETG. Thành phần copolyester, nhiệt độ chuyển thủy tinh, hình dạng hạt, thiết kế grade và khuyến nghị của từng nhà sản xuất có thể khác nhau.

Đối với nhiều grade PETG thông dụng, khoảng nhiệt độ sấy thường gặp nằm trong vùng khoảng 60–70°C, với thời gian khoảng 4–8 giờ. Một số grade copolyester chịu nhiệt cao hơn có thể yêu cầu nhiệt độ sấy khoảng 80–90°C. Vì vậy, người vận hành phải kiểm tra TDS của đúng mã nguyên liệu trước khi cài đặt.

Ví dụ, TDS của Eastman Eastar GN071 đưa ra điều kiện sấy điển hình 63°C trong 6–8 giờ và nhiệt độ nóng chảy gia công khoảng 249–271°C. Trong khi đó, một số grade Tritan copolyester được Eastman khuyến nghị sấy khoảng 88°C trong 4–6 giờ. Sự khác biệt này cho thấy không thể lấy thông số của một grade để áp dụng cho tất cả vật liệu PETG hoặc copolyester.

Khi chưa có hướng dẫn rõ ràng, có thể dùng khoảng nhiệt độ thấp và thời gian dài hơn để chạy thử an toàn, sau đó điều chỉnh dựa trên độ ẩm thực tế và trạng thái hạt. Tuy nhiên, không nên tự ý tăng nhiệt độ sấy chỉ để rút ngắn thời gian.

Một bảng tham khảo ban đầu cho điều kiện sấy và đùn tấm PETG có thể được xây dựng như sau:

Bảng trên chỉ dùng để khởi động quá trình đánh giá. Điều kiện sấy và đùn tấm PETG chính thức phải được xác nhận bằng TDS, độ ẩm hạt, áp suất máy, ngoại quan và cơ tính của tấm thử.

4. TẠI SAO NÊN DÙNG MÁY SẤY HÚT ẨM?

Tủ sấy hoặc phễu sấy khí nóng thông thường chủ yếu làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu. Nếu không khí đầu vào có độ ẩm cao, khí nóng vẫn chứa một lượng hơi nước đáng kể. Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, phương pháp này có thể không đưa độ ẩm PETG xuống mức đủ thấp để đùn tấm trong suốt ổn định.

Máy sấy hút ẩm sử dụng vật liệu hút ẩm để tạo dòng khí có điểm sương thấp. Khí khô được gia nhiệt, thổi qua khối hạt, tiếp nhận hơi nước rồi quay về hệ thống tái sinh. Chu trình liên tục giúp đưa hơi ẩm từ bên trong hạt ra ngoài hiệu quả hơn.

Để đáp ứng điều kiện sấy và đùn tấm PETG, hệ thống sấy nên có:

• Bộ hiển thị và cảnh báo điểm sương.
• Kiểm soát nhiệt độ khí vào phễu.
• Đường khí hồi kín.
• Phễu có cách nhiệt.
• Thiết kế phân phối khí đều.
• Bộ lọc được vệ sinh định kỳ.
• Công suất phù hợp với lượng tiêu thụ hạt mỗi giờ.
• Chế độ tái sinh chất hút ẩm hoạt động ổn định.
• Hệ thống cấp liệu kín từ máy sấy đến máy đùn.

Nếu phễu quá nhỏ, nguyên liệu chưa đủ thời gian sấy đã bị hút xuống máy. Nếu phễu quá lớn nhưng lưu lượng khí không đủ, phần giữa khối hạt có thể không đạt độ khô yêu cầu. Bởi vậy, dung tích phễu phải được tính dựa trên công suất tiêu thụ và thời gian sấy thực tế.

Ví dụ, nếu máy đùn sử dụng 200 kg nguyên liệu mỗi giờ và grade PETG cần 6 giờ sấy, lượng hạt cần có trong hệ thống sấy về lý thuyết phải đủ cho ít nhất 1.200 kg, chưa tính hệ số dự phòng. Đây là một phần quan trọng khi xây dựng điều kiện sấy và đùn tấm PETG cho dây chuyền công suất lớn.

5. ĐIỂM SƯƠNG QUAN TRỌNG HƠN VIỆC CHỈ NHÌN NHIỆT ĐỘ

Một sai lầm thường gặp là người vận hành thấy nhiệt độ máy sấy đạt 65°C hoặc 70°C và kết luận rằng hạt đã được sấy tốt. Trong khi đó, điểm sương có thể không đạt do chất hút ẩm bão hòa, đường khí bị rò, bộ lọc tắc hoặc bộ tái sinh hoạt động không đúng.

Nhiệt độ tạo điều kiện cho nước di chuyển ra khỏi hạt, nhưng khí khô mới là yếu tố mang nước ra khỏi hệ thống. Nếu không khí sấy đã chứa nhiều hơi ẩm, quá trình tách nước sẽ chậm và có thể đạt trạng thái cân bằng trước khi hạt đủ khô.

Nhiều tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất copolyester yêu cầu điểm sương khoảng -30°C hoặc thấp hơn. Một số grade đưa ra yêu cầu dưới -35°C. Con số chính xác vẫn phải theo tài liệu của đúng nguyên liệu.

Khi kiểm soát điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên ghi nhận điểm sương tại đường khí cấp vào phễu thay vì chỉ xem thông số tại bộ tạo khí khô. Khoảng cách đường ống, hiện tượng rò khí và khả năng cách nhiệt có thể khiến chất lượng khí tại phễu khác với giá trị hiển thị ở máy.

Nếu tấm đột nhiên xuất hiện bọt dù nhiệt độ sấy không thay đổi, cần kiểm tra:

• Điểm sương có tăng hay không.
• Chất hút ẩm có được tái sinh đúng không.
• Bộ lọc khí có bị tắc không.
• Đường ống có hở hoặc hút không khí ngoài vào không.
• Hạt mới bổ sung có làm giảm thời gian lưu không.
• Nắp phễu có đóng kín không.
• Nguyên liệu đã sấy có bị hút ẩm lại không.

Trong điều kiện sấy và đùn tấm PETG, điểm sương nên được xem là thông số quá trình bắt buộc, không phải thông tin tham khảo.

6. CÁCH KIỂM TRA ĐỘ ẨM CỦA HẠT PETG

Quan sát hạt bằng mắt không thể xác định chính xác độ ẩm. Hạt trong, sạch và không vón vẫn có thể chứa lượng nước đủ để gây thủy phân khi đi qua máy đùn.

Phương pháp kiểm tra đáng tin cậy hơn là sử dụng máy đo độ ẩm chuyên dụng cho nhựa polyester, chẳng hạn thiết bị Karl Fischer hoặc máy phân tích độ ẩm được hiệu chuẩn phù hợp. Mẫu phải được lấy đúng cách và đưa vào thiết bị nhanh chóng để tránh hút thêm ẩm từ không khí.

Nhà máy nên đo ít nhất tại ba vị trí:

1. Hạt nguyên liệu trước khi sấy.
2. Hạt tại cửa ra của phễu sấy.
3. Hạt ngay trước khi đi vào họng cấp liệu của máy đùn.

Ba kết quả này giúp phân biệt lỗi do máy sấy hoạt động kém với lỗi do hạt hút ẩm trở lại trong quá trình vận chuyển.

Mức độ ẩm tối đa cho phép phụ thuộc vào grade và yêu cầu của nhà sản xuất. Với PETG, nhà máy thường cần đưa độ ẩm xuống mức rất thấp, thường được quản lý theo đơn vị ppm. Không nên tự đặt một giới hạn chung nếu chưa có hướng dẫn kỹ thuật từ nhà cung cấp.

Một hệ thống điều kiện sấy và đùn tấm PETG tốt phải dựa trên dữ liệu đo, không chỉ dựa vào thời gian và nhiệt độ cài đặt. Khi có số liệu độ ẩm theo từng ca, kỹ thuật viên có thể phát hiện sớm sự suy giảm của máy sấy trước khi tấm lỗi hàng loạt.

7. BẢO QUẢN PETG TRƯỚC VÀ SAU KHI SẤY

Bao PETG chưa sử dụng nên được lưu trữ trong khu vực khô ráo, tránh đặt trực tiếp trên nền nhà và tránh khu vực có sự thay đổi nhiệt độ lớn. Bao đã mở phải được đóng kín nếu chưa sử dụng hết.

Khi đưa bao nguyên liệu từ kho lạnh hoặc phòng điều hòa ra khu vực nóng ẩm, hơi nước có thể ngưng tụ trên bề mặt hạt nếu mở bao ngay. Nên để bao nguyên liệu cân bằng nhiệt độ trong trạng thái còn kín trước khi mở.

Sau khi sấy, PETG phải được giữ trong môi trường kín. Nếu xả hạt đã sấy vào thùng hở rồi dùng nhân công đổ vào máy, vật liệu có thể hút ẩm trở lại, đặc biệt trong mùa mưa hoặc những ngày độ ẩm không khí cao.

Để duy trì điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên sử dụng:

• Phễu sấy kín.
• Ống hút liệu kín.
• Khí vận chuyển đã được làm khô.
• Phễu trung gian có khí khô.
• Nắp kín tại họng máy.
• Quy định thời gian tối đa từ sau sấy đến khi gia công.
• Quy trình xử lý nguyên liệu thừa cuối ca.

Nếu dừng máy lâu, lượng hạt trong phễu và đường cấp liệu phải được đánh giá lại. Không nên mặc định hạt vẫn khô chỉ vì đã được sấy trong ca trước. Bảo quản sau sấy là mắt xích rất quan trọng của điều kiện sấy và đùn tấm PETG.

8. CẤU HÌNH MÁY ĐÙN PHÙ HỢP CHO TẤM PETG

PETG có thể được đùn trên máy đùn trục vít đơn được thiết kế phù hợp cho polyester và sản xuất tấm. Tuy nhiên, cấu hình vít, tỷ lệ L/D, tỷ số nén, khả năng kiểm soát nhiệt và thiết kế đầu nối có ảnh hưởng lớn đến chất lượng nóng chảy.

Một hệ thống đùn tấm PETG thông thường gồm:

• Phễu sấy và bộ cấp liệu.
• Máy đùn trục vít.
• Bộ thay lưới lọc.
• Bơm định lượng nóng chảy nếu cần độ dày chính xác cao.
• Khối chuyển dòng.
• Đầu khuôn phẳng.
• Hệ thống ba trục cán.
• Băng tải làm nguội.
• Bộ đo độ dày.
• Bộ phủ màng bảo vệ.
• Bộ cắt mép và cắt tấm hoặc cuộn tấm.

Vít có độ nén quá cao hoặc tạo nhiều lực cắt có thể làm nhiệt độ nhựa tăng vượt mức cài đặt. Điều này làm giảm độ bền nóng chảy, tăng nguy cơ vàng hóa và tạo sản phẩm phân hủy.

Khi xây dựng điều kiện sấy và đùn tấm PETG, không nên sao chép hoàn toàn thông số từ dây chuyền HDPE, PP hoặc PVC. Những vật liệu này có đặc tính nóng chảy, độ ổn định nhiệt và yêu cầu thiết kế vít khác PETG.

Đường chảy từ đầu vít đến đầu khuôn phải hạn chế vùng chết. Những vị trí giữ nhựa lâu có thể tạo gel, chấm đen hoặc vệt màu vàng đi vào tấm. Vệ sinh đúng vật liệu và đúng quy trình cũng là một phần của điều kiện sấy và đùn tấm PETG.

9. THIẾT LẬP NHIỆT ĐỘ CÁC VÙNG MÁY ĐÙN

Nhiệt độ gia công PETG phụ thuộc vào grade, độ nhớt, cấu hình vít, tốc độ máy, độ dày tấm và thiết kế đầu khuôn. Khoảng nhiệt độ nóng chảy thường gặp của nhiều grade copolyester nằm trong vùng khoảng 230–270°C, nhưng không thể áp dụng một con số cố định cho mọi trường hợp.

Một cấu hình ban đầu có thể thiết lập nhiệt độ tăng dần từ vùng cấp liệu đến vùng định lượng, sau đó điều chỉnh nhiệt độ adapter và đầu khuôn để kiểm soát độ nhớt, độ bóng và độ ổn định của dòng nhựa.

Bảng tham khảo khởi động cho một số grade PETG đùn tấm có thể như sau:

Đây không phải công thức bắt buộc. Một số grade có thể cần mức thấp hoặc cao hơn. Nhiệt độ hiển thị trên bộ điều khiển cũng không đồng nghĩa với nhiệt độ nhựa thực tế.

Khi đánh giá điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên đo nhiệt độ nóng chảy bằng thiết bị phù hợp tại vị trí dòng nhựa ổn định. Nếu nhiệt độ nhựa cao hơn nhiều so với nhiệt độ cài đặt, nguyên nhân có thể là tốc độ vít cao, lực cắt lớn, áp suất quá cao, lưới lọc tắc hoặc cấu hình vít không phù hợp.

Không nên tăng đồng loạt tất cả vùng nhiệt khi áp suất cao. Cần xác định áp suất tăng tại đâu và kiểm tra lưới lọc, đầu khuôn, độ nhớt nguyên liệu cũng như lưu lượng máy.

10. TỐC ĐỘ VÍT, ÁP SUẤT VÀ THỜI GIAN LƯU

Tốc độ vít quyết định một phần sản lượng, mức độ trộn, lực cắt và nhiệt phát sinh trong quá trình đùn. Tăng tốc độ vít có thể nâng công suất, nhưng đồng thời làm tăng nhiệt ma sát và nguy cơ phân hủy PETG.

Tốc độ phù hợp là mức giúp nhựa nóng chảy đồng nhất, áp suất ổn định và không tạo ra nhiệt cắt quá lớn. Không nên đánh giá tốc độ vít riêng lẻ; cần xem cùng với áp suất đầu khuôn, tải động cơ, nhiệt độ nhựa thực tế và tốc độ kéo tấm.

Áp suất trước lưới lọc tăng dần trong quá trình chạy có thể báo hiệu lưới bị bẩn, nguyên liệu có tạp chất hoặc xuất hiện sản phẩm phân hủy. Nếu áp suất dao động theo chu kỳ, cần kiểm tra cấp liệu, trạng thái nóng chảy, hiện tượng cầu hạt trong phễu và độ ổn định của bơm định lượng.

Thời gian lưu quá dài là rủi ro lớn đối với điều kiện sấy và đùn tấm PETG. PETG nằm lâu ở nhiệt độ cao có thể ngả vàng, giảm độ nhớt và sinh khí. Các trường hợp dễ làm tăng thời gian lưu gồm:

• Chạy máy ở sản lượng quá thấp.
• Dùng máy đùn quá lớn so với đơn hàng.
• Dừng máy nhưng vẫn giữ nhiệt cao.
• Đầu khuôn có vùng chết.
• Adapter quá dài hoặc thiết kế không hợp lý.
• Thay lưới chậm.
• Khởi động máy nhiều lần mà không làm sạch đúng cách.

Để kiểm soát điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nhà máy nên xây dựng quy trình riêng cho khởi động, dừng ngắn, dừng dài và đổi màu. Không nên để PETG đứng yên trong máy ở nhiệt độ gia công trong thời gian kéo dài.

11. LƯỚI LỌC, BƠM NHỰA VÀ ĐẦU KHUÔN PHẲNG

Lưới lọc có nhiệm vụ giữ lại tạp chất, gel và vật liệu chưa nóng chảy. Tuy nhiên, sử dụng lưới quá mịn có thể làm áp suất tăng cao, tăng nhiệt cắt và giảm sản lượng. Lưới quá thưa lại không đủ khả năng bảo vệ ngoại quan tấm bóng.

Cấu hình lưới phải cân bằng giữa chất lượng bề mặt và khả năng vận hành. Khi sử dụng nhựa nghiền, masterbatch hoặc phụ gia, yêu cầu lọc có thể khác so với chạy 100% hạt nguyên sinh.

Bơm nhựa nóng chảy giúp ổn định lưu lượng và cải thiện độ đồng đều độ dày. Thiết bị này đặc biệt hữu ích với tấm khổ rộng hoặc sản phẩm có dung sai độ dày chặt. Tuy nhiên, bơm không thể khắc phục hoàn toàn dòng nhựa đã bị thủy phân hoặc chứa nhiều khí.

Đầu khuôn phẳng cần được gia nhiệt đồng đều. Chênh lệch nhiệt độ theo chiều ngang có thể gây khác biệt độ nhớt, làm tấm dày mỏng không đều. Khe môi khuôn phải sạch và được điều chỉnh phù hợp với chiều rộng, độ dày, độ co kéo và tốc độ trục cán.

Trong điều kiện sấy và đùn tấm PETG, cần theo dõi:

• Áp suất trước và sau lưới.
• Chênh lệch áp suất qua lưới.
• Nhiệt độ adapter.
• Nhiệt độ từng vùng đầu khuôn.
• Độ mở môi khuôn.
• Độ đồng đều dòng nhựa theo chiều ngang.
• Thời gian từ khi nhựa ra khuôn đến khi tiếp xúc trục cán.

Nếu tấm có sọc dọc cố định tại một vị trí, nên kiểm tra môi khuôn, dòng chảy trong manifold, nhiệt độ khu vực tương ứng và tình trạng bám vật liệu phân hủy.

12. ĐIỀU KIỆN HỆ THỐNG BA TRỤC CÁN PETG

Sau khi rời đầu khuôn, dòng PETG nóng chảy đi vào hệ thống trục cán để định hình bề mặt, kiểm soát độ dày và làm nguội. Đây là khu vực quyết định trực tiếp độ bóng, độ phẳng và mức ứng suất của tấm.

Nhiệt độ trục cán không nên quá thấp khiến bề mặt nhựa đông cứng đột ngột, khó tái tạo độ bóng và có thể giữ lại ứng suất. Nhiệt độ quá cao làm tấm chậm ổn định hình dạng, dễ dính trục, cong hoặc biến dạng khi kéo.

Nhiệt độ trục tối ưu phụ thuộc vào:

• Grade PETG.
• Độ dày tấm.
• Tốc độ dây chuyền.
• Nhiệt độ nhựa ra khuôn.
• Độ bóng hoặc hoa văn bề mặt cần tạo.
• Cấu hình ba trục.
• Nhiệt độ nước tuần hoàn.
• Khoảng cách từ môi khuôn đến điểm cán.

Áp lực giữa các trục phải đủ để định hình nhưng không nên quá lớn. Áp lực không đều có thể làm tấm lệch, tạo vùng dày mỏng hoặc phát sinh ứng suất.

Tốc độ trục và tốc độ ra nhựa phải được đồng bộ. Nếu trục kéo nhanh hơn quá nhiều, tấm bị kéo mỏng và định hướng mạnh. Nếu tốc độ quá thấp, nhựa có thể tích tụ trước khe cán và tạo gợn sóng.

Một bộ điều kiện sấy và đùn tấm PETG ổn định phải xem ba trục cán là một phần của quá trình đùn, không phải chỉ là thiết bị làm nguội phía sau.

13. KIỂM SOÁT ĐỘ DÀY, ĐỘ PHẲNG VÀ ĐỘ BÓNG

Độ dày tấm chịu ảnh hưởng đồng thời của lưu lượng nhựa, khe môi khuôn, tốc độ trục, tốc độ kéo, nhiệt độ nhựa và độ nhớt. Nếu độ nhớt thay đổi do độ ẩm không ổn định, độ dày có thể dao động dù cài đặt máy không thay đổi.

Khi kiểm soát điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên đo độ dày ở nhiều vị trí theo chiều ngang và chiều dài. Không nên chỉ đo tại giữa tấm.

Các dạng sai lệch thường gặp gồm:

• Hai mép dày hơn phần giữa.
• Một bên tấm dày, một bên mỏng.
• Độ dày dao động theo chu kỳ.
• Vệt dày mỏng cố định theo chiều dọc.
• Độ dày thay đổi khi bổ sung hạt vào phễu.
• Tấm mỏng dần khi áp suất lưới tăng.

Độ bóng phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu, độ sạch của dòng nhựa, nhiệt độ bề mặt trục, độ bóng của trục, áp lực cán và tốc độ làm nguội. Tấm bị mờ không nhất thiết do grade PETG có độ trong kém.

Độ phẳng còn liên quan đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt tấm. Làm nguội không cân bằng có thể gây cong. Lực kéo hai bên không đều hoặc cuộn màng bảo vệ quá căng cũng có thể làm tấm biến dạng.

Do đó, đánh giá điều kiện sấy và đùn tấm PETG phải bao gồm cả phần làm nguội, kéo tấm và phủ màng bảo vệ.

14. SỬ DỤNG NHỰA NGHIỀN TRONG ĐÙN TẤM PETG

Mép tấm và sản phẩm lỗi có thể được nghiền để phối lại, giúp giảm hao hụt nguyên liệu. Tuy nhiên, nhựa nghiền đã trải qua ít nhất một lần gia công nhiệt nên độ nhớt, màu sắc và độ sạch có thể khác hạt nguyên sinh.

Nhựa nghiền có diện tích bề mặt lớn và hình dạng không đồng đều nên dễ hút ẩm hơn. Vì vậy, cần sấy riêng hoặc xác nhận rằng hệ thống sấy có thể xử lý hỗn hợp hạt nguyên sinh và nhựa nghiền.

Khi đưa nhựa nghiền vào điều kiện sấy và đùn tấm PETG, cần kiểm soát:

• Nguồn gốc phế liệu.
• Số lần vật liệu đã qua nhiệt.
• Độ sạch.
• Kích thước mảnh nghiền.
• Hàm lượng bụi.
• Độ ẩm.
• Tỷ lệ phối trộn.
• Mức thay đổi màu.
• Ảnh hưởng đến độ bóng và cơ tính.
• Chứng nhận của sản phẩm cuối.

Không nên trộn phế liệu có dính keo, dầu, bụi, màng bảo vệ hoặc vật liệu khác vào nhựa nghiền PETG. Chỉ một lượng nhỏ tạp chất không tương thích cũng có thể tạo gel, chấm đen hoặc sọc trên tấm bóng.

Nên bắt đầu bằng tỷ lệ nhựa nghiền thấp, lấy mẫu đánh giá ngoại quan và cơ tính rồi mới tăng dần. Nếu chỉ kiểm tra khả năng chạy máy mà không thử va đập, uốn và tạo hình nhiệt, nhà máy có thể bỏ sót hiện tượng suy giảm phân tử.

Tỷ lệ nhựa nghiền chấp nhận được không có một con số chung. Nó phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm, lịch sử nhiệt, mức độ sạch và khả năng kiểm soát điều kiện sấy và đùn tấm PETG.

15. PHỐI MÀU VÀ PHỤ GIA CHO TẤM PETG

Tấm PETG có thể được sản xuất ở dạng trong, màu khói, màu trong, màu đục, bề mặt bóng hoặc có hiệu ứng trang trí. Masterbatch và phụ gia sử dụng phải tương thích với nền copolyester.

Chất mang không tương thích có thể gây sọc, gel, tách pha, giảm độ trong hoặc giảm khả năng chịu va đập. Masterbatch cũng có thể làm thay đổi độ nhớt của hỗn hợp, dẫn đến thay đổi áp suất và độ dày tấm.

Một số phụ gia và bột màu có khả năng mang theo độ ẩm. Vì vậy, không chỉ PETG mà masterbatch cũng phải được bảo quản và sấy theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Khi xác lập điều kiện sấy và đùn tấm PETG cho tấm màu, nên chạy thử theo trình tự:

1. Chạy hạt PETG nguyên màu tự nhiên.
2. Ghi nhận áp suất, tải động cơ và chất lượng tấm.
3. Bổ sung masterbatch ở tỷ lệ thấp.
4. Theo dõi sự thay đổi áp suất và nhiệt độ nhựa.
5. Kiểm tra độ phân tán màu.
6. Kiểm tra sọc dòng, gel và chấm đen.
7. Đánh giá độ bóng ở nhiều vị trí.
8. Kiểm tra khả năng gia công tiếp theo.

Không nên tăng nhiệt độ máy chỉ để xử lý màu khó phân tán nếu chưa kiểm tra khả năng tương thích của masterbatch. Nhiệt độ cao có thể làm màu tốt hơn trong thời gian ngắn nhưng lại tăng nguy cơ PETG phân hủy.

Đối với tấm trang trí dùng trong nội thất, điều kiện sấy và đùn tấm PETG còn phải đảm bảo độ ổn định màu giữa các lô, độ phẳng, độ bám dính khi cán và khả năng bóc màng bảo vệ mà không để lại dấu.

16. CÁC LỖI THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN

Tấm PETG có bọt khí

Nguyên nhân cần kiểm tra đầu tiên là độ ẩm. Hãy đo độ ẩm hạt tại cửa ra máy sấy và họng máy. Sau đó kiểm tra điểm sương, thời gian sấy, lưu lượng khí và khả năng hạt hút ẩm trở lại.

Nếu hạt đã khô nhưng vẫn có bọt, cần kiểm tra nhiệt độ quá cao, vật liệu lưu lâu, khí bị giữ trong dòng nhựa, phụ gia có độ ẩm hoặc tạp chất phân hủy.

Tấm có sọc bạc

Sọc bạc thường liên quan đến hơi ẩm hoặc khí thoát ra theo hướng dòng chảy. Ngoài ra, nó có thể xuất hiện do tạp chất, nhựa phân hủy hoặc dòng chảy không ổn định qua đầu khuôn.

Tấm bị vàng

Các nguyên nhân phổ biến gồm nhiệt độ nhựa quá cao, thời gian lưu dài, vùng chết trong máy, hạt bị sấy quá nhiệt, nhựa nghiền có lịch sử nhiệt nhiều lần hoặc máy chưa được vệ sinh sạch.

Tấm bị đục

Tấm đục có thể do độ ẩm, nhiễm vật liệu khác, bề mặt trục cán không phù hợp, nhiệt độ trục quá thấp, nhựa phân hủy hoặc phụ gia không tương thích.

Tấm có chấm đen

Cần kiểm tra vật liệu cháy trong đầu khuôn, adapter, vít, lưới lọc và vùng chết. Chấm đen cũng có thể đến từ bụi trong nhựa nghiền hoặc máy sấy chưa được vệ sinh.

Độ dày không đều

Kiểm tra khe khuôn, nhiệt độ theo chiều ngang đầu khuôn, lưu lượng máy, tốc độ trục, tốc độ kéo, bơm nhựa và độ ổn định áp suất.

Tấm cong hoặc gợn sóng

Nguyên nhân có thể là nhiệt độ trục không cân bằng, lực kéo không đều, tấm chưa nguội đủ, tốc độ trục không đồng bộ hoặc màng bảo vệ được cán với lực căng quá lớn.

Tấm giòn

Nếu tấm giòn nhưng vẫn tương đối trong, cần đặc biệt nghi ngờ quá trình thủy phân. Hãy kiểm tra lại toàn bộ điều kiện sấy và đùn tấm PETG, sau đó thử cơ tính giữa mẫu đạt và mẫu lỗi.

17. QUY TRÌNH KHỞI ĐỘNG DÂY CHUYỀN ĐÙN TẤM PETG

Quy trình khởi động cần được chuẩn hóa để giảm lượng phế phẩm và tránh PETG lưu quá lâu trong máy.

Bước 1: Kiểm tra nguyên liệu

Xác nhận đúng grade, số lô, tình trạng bao, thời gian sấy, nhiệt độ, điểm sương và kết quả độ ẩm. Kiểm tra masterbatch và nhựa nghiền nếu có sử dụng.

Bước 2: Kiểm tra thiết bị

Kiểm tra máy sấy, đường cấp liệu, nước làm mát, hệ thống gia nhiệt, lưới lọc, đầu khuôn, trục cán, bộ đo độ dày và màng bảo vệ.

Bước 3: Gia nhiệt máy

Gia nhiệt đủ thời gian để nhiệt độ thân máy, adapter và đầu khuôn ổn định. Không nên khởi động vít ngay khi màn hình vừa đạt nhiệt độ cài đặt nếu khối kim loại lớn chưa cân bằng nhiệt.

Bước 4: Chạy máy ở tốc độ thấp

Cấp PETG đã sấy, chạy vít ở tốc độ thấp và quan sát áp suất. Không tăng sản lượng quá nhanh khi dòng nhựa chưa ổn định.

Bước 5: Kiểm tra dòng nhựa ra khuôn

Quan sát màu, độ đồng đều, khí, sọc và sản phẩm phân hủy. Loại bỏ dòng nhựa đầu cho đến khi sạch và ổn định.

Bước 6: Đưa nhựa vào trục cán

Điều chỉnh khoảng cách khuôn, khe cán, nhiệt độ trục và tốc độ kéo. Thực hiện thao tác theo quy trình an toàn của nhà máy.

Bước 7: Tăng dần sản lượng

Tăng tốc độ vít từng bước, theo dõi áp suất, tải động cơ và nhiệt độ nhựa. Đồng bộ tốc độ trục và tốc độ kéo.

Bước 8: Xác nhận chất lượng

Đo độ dày theo chiều ngang, kiểm tra độ bóng, màu sắc, độ phẳng, bọt khí và chấm đen. Chỉ chuyển sang sản xuất hàng loạt khi điều kiện sấy và đùn tấm PETG đã ổn định.

18. QUY TRÌNH DỪNG MÁY VÀ ĐỔI NGUYÊN LIỆU

Khi dừng máy, không nên để PETG nằm lâu trong xy-lanh và đầu khuôn ở nhiệt độ gia công. Vật liệu có thể phân hủy và tạo chấm đen cho lần khởi động tiếp theo.

Nếu chỉ dừng rất ngắn, có thể giảm tốc độ và nhiệt độ theo hướng dẫn của nhà sản xuất máy và nguyên liệu. Nếu dừng dài, cần đẩy PETG ra bằng vật liệu vệ sinh tương thích hoặc thực hiện quy trình purge được nhà cung cấp khuyến nghị.

Không nên tùy ý dùng PVC để vệ sinh máy PETG. PVC có thể phân hủy, tạo khí ăn mòn và gây nhiễm bẩn nghiêm trọng. Việc lựa chọn vật liệu purge phải phù hợp với khoảng nhiệt độ và cấu hình thiết bị.

Khi đổi từ màu đậm sang màu sáng hoặc trong suốt, cần làm sạch kỹ đầu khuôn, lưới và các vùng có khả năng giữ nhựa. Có thể cần nhiều bước chuyển tiếp để giảm hao hụt.

Sau khi dừng máy, phễu sấy và lượng nguyên liệu còn lại phải được xử lý theo quy trình. Nếu nguyên liệu tiếp tục nằm trong phễu, cần đảm bảo nhiệt độ không làm hạt kết khối và khí khô vẫn được duy trì phù hợp.

Quy trình dừng máy là phần không thể tách rời của điều kiện sấy và đùn tấm PETG, bởi một lần dừng sai có thể tạo chấm đen kéo dài trong nhiều giờ sản xuất tiếp theo.

19. BẢNG KIỂM SOÁT THÔNG SỐ THEO CA SẢN XUẤT

Để duy trì điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nhà máy nên lập phiếu theo dõi theo ca thay vì chỉ lưu công thức nhiệt độ.

Các thông số nên ghi gồm:

Khi một lỗi xuất hiện, dữ liệu này giúp kỹ thuật viên xác định biến số đã thay đổi. Nếu không có hồ sơ, việc xử lý thường dựa vào cảm giác và dễ dẫn đến điều chỉnh nhiều thông số cùng lúc.

Nguyên tắc tốt là mỗi lần chỉ thay đổi một nhóm thông số, chờ hệ thống ổn định rồi mới đánh giá. Nếu đồng thời thay nhiệt độ, tốc độ vít, trục cán và tốc độ kéo, rất khó xác định yếu tố nào thực sự cải thiện chất lượng.

20. KINH NGHIỆM TỐI ƯU CHI PHÍ KHI ĐÙN TẤM PETG

Giá hạt nhựa chỉ là một phần của chi phí sản xuất. Một grade rẻ hơn nhưng khó sấy, tạo nhiều bọt, thường xuyên làm tăng áp suất hoặc khiến tấm bị loại có thể tạo tổng chi phí cao hơn.

Khi đánh giá điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên tính cả:

• Điện năng cho máy sấy.
• Điện năng cho máy đùn.
• Tỷ lệ phế phẩm khi khởi động.
• Tỷ lệ phế phẩm trong ca.
• Tần suất thay lưới.
• Thời gian vệ sinh đầu khuôn.
• Sản lượng thực tế mỗi giờ.
• Tỷ lệ tận dụng nhựa nghiền.
• Chi phí màng bảo vệ.
• Chi phí kiểm tra chất lượng.
• Khiếu nại do tấm giòn, cong hoặc sai màu.

Không nên giảm thời gian sấy để tiết kiệm điện nếu điều đó làm tăng phế phẩm. Cũng không nên giữ nhiệt độ máy quá cao để chạy nhanh nếu PETG bị giảm độ nhớt và chất lượng tấm không ổn định.

Cách tiết kiệm hiệu quả hơn là cách nhiệt tốt cho phễu, bảo trì máy sấy, ngăn rò khí, tính đúng dung tích phễu, tối ưu tốc độ vít và giảm thời gian dừng máy.

Một bộ điều kiện sấy và đùn tấm PETG được chuẩn hóa giúp nhà máy giảm phụ thuộc vào kinh nghiệm cá nhân. Khi đổi ca hoặc thay người vận hành, chất lượng tấm vẫn có thể được giữ ổn định.

21. CHECKLIST XỬ LÝ KHI TẤM PETG ĐỘT NHIÊN PHÁT SINH LỖI

Khi dây chuyền đang chạy ổn định nhưng tấm đột nhiên có bọt, sọc hoặc đổi màu, nên kiểm tra theo trình tự để tránh điều chỉnh máy không cần thiết.

Nhóm 1: Nguyên liệu và sấy

• Có vừa đổi lô nguyên liệu không?
• Có vừa bổ sung hạt lạnh hoặc hạt chưa đủ thời gian sấy không?
• Điểm sương có thay đổi không?
• Nhiệt độ khí tại phễu có đúng không?
• Hạt có hút ẩm lại trên đường vận chuyển không?
• Tỷ lệ nhựa nghiền hoặc masterbatch có thay đổi không?

Nhóm 2: Máy đùn

• Áp suất trước lưới có tăng không?
• Tải động cơ có thay đổi không?
• Nhiệt độ nhựa thực tế có tăng không?
• Tốc độ vít có ổn định không?
• Cấp liệu có bị gián đoạn không?

Nhóm 3: Đầu khuôn và trục cán

• Nhiệt độ đầu khuôn có lệch giữa các vùng không?
• Có sọc cố định tại một vị trí không?
• Nhiệt độ nước trục cán có thay đổi không?
• Tốc độ kéo và tốc độ trục có đồng bộ không?
• Khoảng cách khuôn đến trục có bị thay đổi không?

Nhóm 4: Công đoạn sau

• Tấm đã nguội đủ trước khi cắt hoặc xếp chưa?
• Màng bảo vệ có lực căng quá cao không?
• Hệ thống kéo có lệch không?
• Tấm có bị trầy trong quá trình vận chuyển không?

Trình tự này giúp kiểm tra điều kiện sấy và đùn tấm PETG từ nguyên liệu đến thành phẩm mà không bỏ sót nguyên nhân.

22. CÂU HỎI THƯỜNG GẶP VỀ SẤY VÀ ĐÙN TẤM PETG

PETG nên sấy ở bao nhiêu độ?

Nhiều grade PETG thông dụng được sấy trong khoảng 60–70°C trong khoảng 4–8 giờ, nhưng một số copolyester chịu nhiệt có thể yêu cầu khoảng 80–90°C. Phải ưu tiên TDS của đúng grade. Không nên tự động sử dụng một nhiệt độ cho mọi loại PETG.

Có thể dùng tủ sấy nóng thông thường không?

Tủ sấy nóng có thể không đưa độ ẩm xuống đủ thấp, đặc biệt trong môi trường nóng ẩm. Để duy trì điều kiện sấy và đùn tấm PETG ổn định, máy sấy hút ẩm có kiểm soát điểm sương phù hợp hơn.

Sấy PETG quá lâu có ảnh hưởng không?

Nếu nhiệt độ, điểm sương và thiết bị được kiểm soát đúng, PETG có thể được giữ khô trong phễu trong khoảng thời gian phù hợp. Tuy nhiên, sấy quá nóng hoặc để hạt lâu gần nhiệt độ hóa mềm có thể gây dính hạt, vón cục hoặc thay đổi màu. Cần theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Vì sao hạt đã sấy nhưng tấm vẫn có bọt?

Có thể hạt chưa đạt độ ẩm yêu cầu, điểm sương không đủ thấp, thời gian sấy chưa đủ, khí phân phối không đều hoặc nguyên liệu hút ẩm trở lại. Bọt cũng có thể do phụ gia ẩm, vật liệu phân hủy hoặc khí bị giữ trong dòng nhựa.

Có nên tăng nhiệt độ đùn khi tấm bị bọt không?

Không nên tăng nhiệt độ ngay. Nếu bọt do độ ẩm, tăng nhiệt có thể làm thủy phân diễn ra nhanh hơn. Trước tiên phải kiểm tra lại điều kiện sấy và đùn tấm PETG, đặc biệt là độ ẩm và điểm sương.

Tấm PETG bị vàng là do nguyên liệu hay do máy?

Có thể do cả hai. Nguyên liệu có màu nền không ổn định, nhựa nghiền nhiều lần hoặc masterbatch không phù hợp có thể gây vàng. Về thiết bị, nhiệt độ cao, thời gian lưu dài, vùng chết và vật liệu cháy trong đầu khuôn là những nguyên nhân thường gặp.

Có thể trộn PETG với PET thông thường khi đùn tấm không?

Không nên trộn nếu chưa có đánh giá kỹ thuật. PET và PETG có đặc tính kết tinh, nhiệt độ gia công và hành vi tạo hình khác nhau. Việc phối trộn có thể ảnh hưởng độ trong, độ bền, độ co và khả năng tạo hình nhiệt.

Nhựa nghiền PETG có cần sấy không?

Có. Nhựa nghiền có diện tích bề mặt lớn, dễ hút ẩm và có thể cần kiểm soát sấy chặt hơn. Phế liệu phải sạch, không lẫn màng bảo vệ, bụi, keo hoặc vật liệu khác.

Nhiệt độ hiển thị trên máy có phải nhiệt độ nhựa thực tế không?

Không hoàn toàn. Nhiệt độ cài đặt là nhiệt độ của từng vùng gia nhiệt. Nhiệt độ nhựa còn chịu ảnh hưởng của lực cắt, tốc độ vít, áp suất và thời gian lưu. Khi tối ưu điều kiện sấy và đùn tấm PETG, nên kiểm tra nhiệt độ nóng chảy thực tế.

Làm sao phân biệt bọt do ẩm và bọt do phân hủy?

Bọt do ẩm thường đi kèm sọc bạc, giảm độ nhớt và xuất hiện rộng trên tấm. Bọt do phân hủy thường liên quan đến nhiệt độ cao, thời gian lưu dài, màu vàng, mùi bất thường hoặc chấm đen. Tuy nhiên, hai hiện tượng có thể xảy ra đồng thời nên cần kiểm tra dữ liệu quá trình.

23. KẾT LUẬN

Điều kiện sấy và đùn tấm PETG quyết định trực tiếp độ trong, độ bóng, độ phẳng, độ ổn định độ dày và cơ tính của tấm thành phẩm. Trong đó, kiểm soát độ ẩm là bước đầu tiên nhưng không phải yếu tố duy nhất.

Một quy trình ổn định cần đồng thời quản lý nhiệt độ sấy, thời gian sấy, điểm sương, lưu lượng khí, vận chuyển hạt sau sấy, nhiệt độ nhựa, tốc độ vít, áp suất, thời gian lưu, đầu khuôn và hệ thống trục cán.

Nhiệt độ sấy và nhiệt độ đùn trong bài chỉ là khoảng tham khảo. Mỗi grade PETG có thể có yêu cầu khác nhau, vì vậy doanh nghiệp phải ưu tiên TDS của đúng mã nguyên liệu và chạy thử trên dây chuyền thực tế.

Khi xây dựng điều kiện sấy và đùn tấm PETG, doanh nghiệp nên ghi lại dữ liệu theo từng ca, đo độ ẩm của hạt và kiểm tra cơ tính của tấm thay vì chỉ đánh giá ngoại quan. Cách làm này giúp phát hiện thủy phân, phân hủy nhiệt và dao động quá trình trước khi phát sinh một lượng lớn hàng lỗi.

Nếu doanh nghiệp đang đùn tấm PETG trong suốt, tấm màu, tấm bóng hoặc tấm trang trí và gặp tình trạng bọt khí, sọc, vàng, cong hoặc độ dày không ổn định, có thể cung cấp grade nguyên liệu, độ dày tấm, công suất máy, thông số sấy và nhiệt độ đang chạy. Tôi sẽ hỗ trợ phân tích điều kiện sấy và đùn tấm PETG, lựa chọn grade phù hợp và đề xuất hướng chạy mẫu thực tế.

Ngoài ra có thể tham khảo thêm các bài kiến thức về các loại hạt nhựa tại PTTL Kim Phát: Blog – Hạt Nhựa & Phụ Gia Ngành Nhựa | PTTL KIM PHÁT

Nếu quý khách hàng đang tìm kiếm nguồn cung nguyên liệu nhựa hoặc cần tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, hãy liên hệ ngay với chúng tôi.

Thông tin liên hệ:

• Đơn vị: PTTL Kim Phát Materials

• Sản phẩm:PA6 GF, PA66 GF30, PC/ABS, TPU, PETG., PA46, PC chống cháy,  PPO, PPS và các phụ gia 

• Holine: 0902140632

• Website: www.pttlkimphat.vn