Một nhà máy kéo sợi cỡ vừa có thể tiêu thụ hàng trăm nghìn ống cone giấy mỗi tháng. Chiếc ống hình nón nhìn đơn giản ấy thực ra phải đạt khá nhiều yêu cầu: đúng góc côn để lắp vừa máy đánh ống tự động, thành ống đủ cứng để không móp khi quấn sợi căng, bề mặt đủ nhám để sợi không trượt, mũi ống phải bo tròn để không cứa đứt sợi. Để đạt được tất cả những điều đó, một xưởng sản xuất ống cone giấy (còn gọi là ống côn giấy, suốt giấy côn hay ống tháp) cần cả một dây chuyền gồm nhiều loại máy nối tiếp nhau.

Bài viết này đi qua từng loại máy trong dây chuyền, giải thích máy đó làm gì, thông số nào cần chú ý khi mua, và những vị trí dao cắt nào quyết định chất lượng ống. Nội dung được tổng hợp từ tài liệu kỹ thuật của các nhà sản xuất máy tại Trung Quốc và Ấn Độ, cộng với kinh nghiệm thực tế của DTS khi cung cấp dao cắt cho các xưởng giấy, xưởng lõi ống.

Ống cone giấy được làm ra như thế nào?

Về nguyên lý, ống cone giấy được tạo thành bằng cách cắt băng giấy thành phôi hình quạt, phết keo, rồi cuốn nhiều lớp lên một trục côn (mandrel). Sau khi cuốn, ống còn ướt keo nên phải qua lò sấy, rồi mới đến công đoạn hoàn thiện: bo mũi, cuộn mép đáy, tạo nhám bề mặt, xẻ rãnh đuôi để móc đầu sợi.

Một dây chuyền tự động điển hình hiện nay đi theo thứ tự:

1. Chia cuộn giấy kraft khổ lớn xuống khổ phù hợp
2. Xả cuộn, chỉnh biên, giữ lực căng ổn định
3. In lưới hoặc in hoa văn nhận diện lên giấy
4. Phết keo một mặt hoặc hai mặt
5. Cắt phôi hình quạt bằng cụm dao khí nén
6. Cuốn phôi lên trục côn thành ống
7. Sấy khô trong lò sấy dạng xích
8. Hoàn thiện: bo mũi, cuộn đáy, tạo nhung/nhám, xẻ rãnh, đếm
9. Phủ nhung tĩnh điện (tùy chọn)

Mỗi bước tương ứng với một máy hoặc một cụm máy. Dưới đây là chi tiết từng loại.

1. Máy chia cuộn giấy (máy xẻ cuộn)

Giấy kraft làm ống cone thường được nhà máy giấy giao ở dạng cuộn lớn (jumbo roll). Trong khi đó máy cuốn ống cone chỉ nhận giấy ở một khổ nhất định. Với các dây chuyền phổ biến của Trung Quốc, khổ giấy vào máy nằm trong khoảng 1160–1170 mm, thay đổi tùy kích thước ống cần làm. Vì vậy, bước đầu tiên là đưa cuộn lớn qua máy chia cuộn để xẻ xuống đúng khổ.

Máy chia cuộn giấy không nằm trong bộ dây chuyền mà các hãng chào bán, nên nhiều xưởng mới hay bỏ quên khi lập dự toán. Có hai cách xử lý: đặt nhà cung cấp giấy xẻ sẵn đúng khổ, hoặc tự đầu tư một máy chia cuộn để chủ động nguyên liệu và tận dụng giấy cuộn lớn giá rẻ hơn.

Vị trí dao cắt: Máy chia cuộn dùng cặp dao tròn xẻ giấy (dao trên – dao dưới) hoặc dao tròn chia cuộn dạng lưỡi đĩa. Mép xẻ có bavia hay xơ giấy sẽ làm phôi cuốn không khít mép, ống ra bị gồ ở đường nối. Với giấy kraft định lượng cao, lưỡi bằng SKD11 hoặc HSS được dùng nhiều vì giữ cạnh tốt mà giá vẫn hợp lý.

2. Máy cuốn ống cone tự động – trái tim của dây chuyền

Đây là máy đắt nhất và quyết định công suất của cả dây chuyền. Một máy cuốn ống cone tự động thường tích hợp luôn nhiều công đoạn: giá treo cuộn có chỉnh biên tự động và điều khiển lực căng, cụm in, cụm phết keo, cụm dao cắt phôi và cụm cuốn trên trục côn. Toàn bộ được điều khiển bằng PLC.

Theo thông số của một nhà sản xuất tại Chiết Giang, cụm cắt giấy trên máy cuốn được điều khiển bằng khí nén và gồm nhiều loại dao: dao cắt góc, dao xiên, dao cắt cung tròn (theo yêu cầu), cùng bộ dao lớn và dao nhỏ. Dao cung tròn tạo ra đường cong của phôi hình quạt, còn dao xiên và dao góc cắt hai cạnh bên để khi cuốn, các lớp giấy chồng lên nhau đúng vị trí.

Máy cuốn đơn (single winding) và máy cuốn đôi (double winding)

Trên thị trường có hai loại chính, khác nhau ở số đầu cuốn:

Giá trên lấy từ các tin chào bán trên sàn B2B Trung Quốc tại thời điểm viết bài, chỉ dùng để hình dung mức đầu tư. Giá thực tế phụ thuộc cấu hình, nguồn nhiệt lò sấy và các tùy chọn đi kèm.

Điểm đáng chú ý nhất không nằm ở tốc độ mà ở tỷ lệ hao hụt giấy. Chênh lệch khoảng 10 điểm phần trăm nghe có vẻ nhỏ, nhưng với một xưởng tiêu thụ vài chục tấn giấy mỗi tháng thì đó là khoản tiền rất lớn. Mức hao hụt này phụ thuộc nhiều vào cách bố trí đường cắt phôi trên băng giấy, và cũng phụ thuộc vào việc dao cắt có còn sắc hay không: dao cùn làm phôi bị xé mép, phải loại bỏ nhiều hơn.

Góc côn: 3°30', 4°20' và 5°57'

Ống cone dệt sợi được phân loại theo góc côn. Ba góc phổ biến nhất là 3°30', 4°20' và 5°57'. Máy cuốn đổi góc côn bằng cách thay trục côn và chỉnh lại dao cắt phôi, vì mỗi góc cần một hình quạt khác nhau. Khi mua máy, nên xác định trước khách hàng của mình dùng góc nào để đặt đủ bộ trục và bộ dao ngay từ đầu, tránh phải đặt bổ sung sau này với thời gian chờ dài.

Ống cone dùng cho máy đánh ống tự động (autoconer) của Schlafhorst, Savio hay Murata đòi hỏi kích thước rất đồng đều. Một số nhà sản xuất máy dùng hệ thống kẹp phôi khi cuốn để chống trượt và dùng servo cho cụm cuốn, chính là để đạt độ đồng đều này.

3. Lò sấy ống cone

Ống vừa cuốn xong còn ẩm keo, rất mềm. Nếu để khô tự nhiên, ống dễ bị méo và mất nhiều ngày. Lò sấy trong dây chuyền thường là loại dạng xích tuần hoàn: ống được treo lên xích, chạy qua buồng nhiệt rồi ra đầu kia, nối liền với máy cuốn phía trước và máy hoàn thiện phía sau.

Các nguồn nhiệt thường gặp:

• Điện: dễ lắp đặt, sạch, kiểm soát nhiệt chính xác nhưng tốn điện. Ví dụ ở một dây chuyền cuốn đôi, riêng lò sấy điện đã chiếm khoảng 48 kW trong tổng khoảng 83 kW của cả dây chuyền.
• Than: chi phí vận hành thấp hơn nhiều, công suất điện của lò chỉ còn vài kW cho quạt và motor, nhưng cần lò đốt riêng và xử lý khói bụi.
• Hơi nước: phù hợp nếu nhà máy đã có lò hơi sẵn.

Ở Việt Nam, yêu cầu môi trường đối với lò đốt than ngày càng chặt. Các xưởng ở Bình Dương, Đồng Nai hay Long An nên tính kỹ phương án điện hoặc hơi trước khi chọn lò than chỉ vì chi phí nhiên liệu.

Về kích thước, lò sấy là thiết bị dài nhất dây chuyền, dài hơn 8 m. Cả dây chuyền gồm máy cuốn, lò sấy và máy hoàn thiện cần mặt bằng khoảng 8 × 12–13,4 m và nặng khoảng 9 tấn.

4. Máy hoàn thiện ống cone (finishing machine)

Ống sau khi sấy mới chỉ là phôi. Máy hoàn thiện biến nó thành sản phẩm dùng được trên máy dệt. Tùy cấu hình, một máy hoàn thiện tự động có thể làm các việc sau:

• Bo mũi (nosing): cuộn tròn và làm trơn đầu nhỏ của ống. Đây là nơi sợi chạy ra với tốc độ cao, mũi sắc sẽ cứa đứt sợi. Một số máy còn bôi chất bôi trơn ở mũi.
• Cuộn mép và đánh bóng đáy: làm chắc đầu lớn, chống tưa giấy khi xếp chồng và vận chuyển.
• Tạo nhám / tạo nhung bề mặt (velvet, roughing): giúp lớp sợi đầu tiên bám vào ống, không bị tuột khi quấn.
• Xẻ rãnh đáy và khía rãnh đuôi: tạo rãnh chữ Y, U hoặc V ở đáy ống để móc đầu sợi dự trữ.
• Cắt và đếm: xén mép thừa và đếm ống để đóng gói.

Máy hoàn thiện có thể mua riêng, giá tham khảo từ các nhà sản xuất Trung Quốc khoảng 8.000–8.500 USD/máy. Nhiều xưởng mua thêm một máy hoàn thiện để nâng cấp chất lượng ống đang sản xuất trên dây chuyền cũ.

Vị trí dao cắt: cụm xén mép và cụm khía rãnh đều dùng dao. Dao xén mép là dạng dao tròn cắt giấy hoặc lưỡi cắt định hình; dao khía rãnh là dao định hình theo bản vẽ. Khi dao mòn, rãnh khía bị xơ, đầu sợi móc vào không chắc. Đây là chi tiết nhỏ nhưng khách hàng nhà máy sợi phản ánh rất nhiều.

5. Máy phủ nhung (flocking machine)

Máy phủ nhung là thiết bị tùy chọn, không có trong bộ dây chuyền tiêu chuẩn. Máy phủ một lớp sợi nhung ngắn lên bề mặt ống bằng phương pháp tĩnh điện, tạo bề mặt mịn và bám sợi rất tốt. Ống phủ nhung thường dùng cho các loại sợi trơn, sợi mảnh hoặc sợi cao cấp mà bề mặt giấy nhám thông thường không giữ được.

Giá tham khảo khoảng 8.000–8.500 USD/máy, công suất điện khoảng 8 kW. Nếu khách hàng của xưởng chủ yếu là nhà máy sợi cotton thông thường, có thể chưa cần đầu tư máy này ngay.

6. Các thiết bị phụ trợ thường bị bỏ quên

Ngoài các máy chính, một dây chuyền ống cone còn cần:

• Máy nén khí: toàn bộ cụm dao cắt và các cơ cấu gắp đều chạy khí nén. Một dây chuyền cuốn đôi cần lưu lượng khoảng 3,6 m³/phút.
• Hệ thống keo: bồn chứa, bơm và đường dẫn keo đến cụm phết.
• Khuôn in và mực in: dùng cho cụm in lưới trên máy cuốn.
• Bộ dao dự phòng: ít nhất một bộ dao cắt phôi và một bộ dao xén để thay ngay khi dao cùn, không phải chờ mài.

Máy cuốn ống giấy xoắn và máy cắt ống: dòng máy "anh em"

Nhiều xưởng làm ống cone cũng làm luôn ống giấy thẳng (lõi giấy) cho sợi DTY, POY, sợi thảm hoặc lõi cuộn vải. Loại ống này không cuốn trên trục côn mà dùng máy cuốn ống giấy xoắn ốc (spiral paper core winder): nhiều băng giấy phết keo được cuốn xoắn quanh một trục thẳng, tạo thành ống dài liên tục, sau đó được cắt thành đoạn.

Ở dòng máy này, dao cắt còn quan trọng hơn. Máy cuốn xoắn có cụm cắt trực tuyến dùng dao tròn cắt ống giấy để cắt đứt ống đang chạy. Sau đó ống thường qua máy cắt ống giấy để cắt tinh đúng chiều dài. Ống cho sợi DTY, POY cần thành dày và rất cứng, nên dao mòn nhanh hơn nhiều so với cắt giấy thông thường.

Một ví dụ thực tế: một xưởng sản xuất lõi ống giấy ở Bình Dương từng gặp tình trạng dao cắt ống bị mòn và mẻ liên tục. Mép ống ra bị xơ, sứt, khách hàng phàn nàn về chất lượng, còn công nhân phải dừng máy thay dao nhiều lần mỗi ca. Sau khi chuyển sang dùng dao do DTS cung cấp, với vật liệu và góc mài được chọn theo đúng độ dày thành ống, tình trạng mẻ dao giảm rõ, chu kỳ thay dao dài hơn và mép ống ổn định trở lại.

Dao cắt – chi tiết nhỏ quyết định chất lượng ống cone

Nhìn lại cả dây chuyền, có ít nhất bốn vị trí dao: dao xẻ trên máy chia cuộn, cụm dao cắt phôi trên máy cuốn, dao xén mép và dao khía rãnh trên máy hoàn thiện, cùng dao cắt ống nếu xưởng làm thêm ống thẳng. Máy móc của Trung Quốc thường đi kèm một bộ dao ban đầu. Khi bộ dao đó mòn, việc đặt lại từ nhà sản xuất máy vừa mất thời gian vận chuyển vừa không chủ động.

Đây là chỗ DTS (daocuadts.com) có thể hỗ trợ trực tiếp. DTS nhập khẩu và cung cấp dao cắt công nghiệp cho ngành giấy, bao bì, nhựa và dệt, với các dòng phù hợp cho dây chuyền ống cone:

• Dao tròn xẻ giấy và dao tròn chia cuộn cho máy chia cuộn giấy kraft
• Dao thẳng cắt giấy và dao định hình cho cụm cắt phôi trên máy cuốn ống cone
• Dao tròn cắt ống giấy cho máy cuốn ống giấy xoắn và máy cắt lõi giấy
• Dao khía rãnh gia công theo bản vẽ hoặc theo mẫu dao cũ

Dao được cung cấp với đủ các vật liệu thông dụng như SKD11, HSS và hợp kim carbide, tùy loại giấy và yêu cầu tuổi thọ. Với các xưởng ở TP HCM, Bình Dương và Đồng Nai, DTS đo dao tận nơi miễn phí. Xưởng ở Tây Ninh, Hưng Yên, Quảng Nam hay các tỉnh khác có thể gửi dao mẫu hoặc ảnh chụp qua Zalo/email, DTS sẽ hướng dẫn cách đo. Ngoài ra, DTS nhận dịch vụ mài dao cho dao tròn, dao thẳng và dao carbide trên toàn quốc qua Viettel Post, J&T hoặc xe Phương Trang, giúp xưởng giảm chi phí thay dao mới.

Lưu ý khi đầu tư dây chuyền sản xuất ống cone giấy

1. Tính theo nhu cầu thị trường, không theo tốc độ tối đa. Máy cuốn đôi gấp đôi giá máy cuốn đơn. Nếu chưa có đầu ra ổn định, máy cuốn đơn kết hợp máy hoàn thiện tốt có thể là lựa chọn an toàn hơn.
2. So sánh tỷ lệ hao hụt giấy. Đây là chi phí phát sinh mỗi ngày trong suốt vòng đời máy, quan trọng hơn chênh lệch giá mua ban đầu.
3. Chọn nguồn nhiệt lò sấy theo điều kiện thực tế: giá điện, quy định môi trường của khu công nghiệp, có sẵn lò hơi hay không.
4. Hỏi rõ điều khoản lắp đặt. Nhiều hãng cử kỹ sư sang lắp đặt và đào tạo, nhưng người mua chịu vé máy bay, visa, ăn ở. Thời gian giao hàng thường khoảng 45 ngày làm việc, cần 2–3 container.
5. Chuẩn bị nguồn dao thay thế ngay từ đầu. Đo và lưu thông số các loại dao đi kèm máy, tìm nhà cung cấp trong nước để không phụ thuộc hoàn toàn vào hãng máy.

Kết luận

Một dây chuyền sản xuất ống cone giấy hoàn chỉnh gồm máy chia cuộn giấy, máy cuốn ống cone (đơn hoặc đôi), lò sấy, máy hoàn thiện và máy phủ nhung tùy chọn, cùng các thiết bị phụ trợ như máy nén khí và hệ thống keo. Máy cuốn quyết định công suất, nhưng chất lượng ống, từ mép phôi, đường nối đến rãnh khía đuôi, phụ thuộc rất nhiều vào những lưỡi dao nằm rải rác trong dây chuyền.

Nếu xưởng của bạn đang cần thay dao cho máy chia cuộn, máy cuốn ống cone hay máy cắt ống giấy, hãy liên hệ DTS để được tư vấn chọn vật liệu, đo dao và báo giá. Hỗ trợ kỹ thuật bằng tiếng Việt, không giới hạn số lượng đặt hàng.