Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài KHKT 2011: "Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester phương pháp "Solution dyed" để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế"

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT 2011

1/ Cơ quan chủ trì:

Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp. HCM

2/ Tên đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester theo phương pháp

“Solution dyed” để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế.”

Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 22.11RD/HD-KHCN ký ngày 10 tháng 03 năm

2011 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh.

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS. Phạm Thị Mỹ Giang

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:

Nguyễn Anh Kiệt ThS. Dệt May

Nhữ Thị Việt Hà Kỹ sư sợi –dệt

Lê Đức Lộc Kỹ sư hóa nhuộm

5/ TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2011

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, thị trường sợi nhuộm theo phương pháp “solution dyed” rất phát triển.

Các nước chuyên nghiên cứu sản xuất sợi theo phương pháp “solution dyed” là Trung

Quốc, Ấn Độ, Thổ Nhỹ Kỳ, Bỉ, Pakistan, Banglades.

Sợi nhuộm theo phương pháp này dùng phổ biến cho sợi polyester và acrylic.

Loại sợi này có độ đều màu cao, độ bền màu ma sát, độ bền màu ánh sáng rất cao

(khoảng cấp 7-8). Vải dệt từ sợi nhuộm theo phương pháp “solution dyed” thường

được sử dụng trong các sản phẩm để ngoài trời, cần có độ bền màu ánh sáng, bền

màu ma sát cao như vải bọc nệm ghế, vải làm mái hiên, vải lều, bạt...

Sợi kéo theo phương pháp “solution dyed” ngoài chức năng có độ bền màu cao,

hiện nay người ta còn thêm một số chức năng cho sợi khi kéo theo phương pháp này

như: kháng khuẩn, chống tia UV, bảo vệ cơ thể trước sự thay đổi thời tiết, tăng trắng

quang học, chống cháy...

Trên thị trường, sản phẩm vải bọc nệm ghế để ngoài trời thường được dệt từ sợi

nhuộm theo phương pháp “solution dyed”, đây là dòng sản phẩm cao cấp do chất

lượng của vải rất tốt, đảm bảo yêu cầu sử dụng của người tiêu dùng về độ đồng đều

về màu sắc, độ bền màu, tuổi thọ sản phẩm được kéo dài hơn.

Ở Việt Nam chưa có đơn vị nào nghiên cứu, sản xuất vải dệt từ sợi nhuộm

polyester theo phương pháp “solution dyed”. Phân Viện Dệt May là đơn vị đầu tiên

nghiên cứu thiết kế dệt vải từ sợi nhuộm polyester theo phương pháp “solution dyed” tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế có độ bền màu cao.

Năm 2011, với sự chấp thuận, đồng ý của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt May

đã thực hiện nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester theo phương pháp “Solution dyed” để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế, tạo sản phẩm mới, vải có độ bền màu cao, khả năng chống tấm tốt, đáp ứng nhu cầu các cơ sở sản xuất nệm ghế xuất khẩu,

thay thế hàng nhập khẩu, gia tăng giá trị nội địa hóa sản phẩm..

MỤC LỤC

Chương 1. Nghiên cứu lý thuyết................................................................... 5

I. Nghiên cứu thị trường ............................................................................... 5

II. Công nghệ sản xuất sợi nhuộm polyester ............................................. 16

1. Tổng hợp polymer................................................................................... 16

2. Quy trình kéo xơ màu polyester theo phương pháp “solution dyed” ... 17

III. Tính chất xơ polyester ......................................................................... 24

1. Tính chất vật lý ....................................................................................... 24

2. Tính chất hóa học.................................................................................... 28

IV. Ứng dụng của sợi nhuộm polyester..................................................... 31

IV. Công nghệ xử lý hoàn tất chống thấm nước ....................................... 31

1. Chống thấm kiểu paraffin ...................................................................... 32

2. Công nghệ chống thấm dùng axit mêlamin stêaric................................ 32

3. Xử lý chống thấm kiểu silicon ................................................................ 33

4. Xử lý chống thấm kiểu florocacbon ....................................................... 33

Chương 2. Thực nghiệm ............................................................................. 35

I. Thí nghiệm tính chất cơ – lý hóa của sợi nhuộm polyester.................. 35

II. Thiết kế mặt hàng ................................................................................. 36

III. Quy trình công nghệ ............................................................................. 45

1. Công đoạn mắc....................................................................................... 46

2. Công đoạn dệt ....................................................................................... 46

3. Công đoạn hoàn tất ................................................................................. 47

4. Thiết bị sử dụng ...................................................................................... 53

Chương 3. Kết quả và Bình luận............................................................... 54

KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ ..................................................................... 58

Phụ lục

Tài liệu tham khảo

Mục tiêu – Phạm vi của đề tài:

- Mục tiêu của đề tài là khảo sát, lựa chọn thiết bị phù hợp– thiết kế mặt hàng

để dệt vải từ sợi polyester (sợi được nhuộm theo phương pháp “solution

dyed”), tạo sản phẩm mới, vải có độ bền màu cao, đáp ứng nhu cầu các cơ sở sản

xuất nệm ghế xuất khẩu.

Nội dung nghiên cứu:

- Tìm hiểu về nguyên lý kéo sợi nhuộm “solution dyed”. Ứng dụng của sợi

nhuộm kéo theo phương pháp “solution dyed”.

- Thí nghiệm các tính chất cơ lý, hóa của sợi nhuộm polyester “solution dyed”. So sánh tính chất của sợi kéo theo phương pháp thông thường và

phương pháp “solution dyed”.

- Thiết kế mặt hàng: thiết kế thông số công nghệ, lựa chọn thiết bị phù hợp để

dệt vải bọc nệm ghế.

- Nghiên cứu công nghệ xử lý hoàn tất sau dệt.

- Đánh giá chất lượng.

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp lịch sử, kế thừa những thành quả nghiên cứu.

- Phương pháp thực nghiệm

CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

I. Nghiên cứu thị trường:

1. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún,

monofilament > 67dtex, hàm lượng polyester > 85% chủ yếu trên thế giới:

Mã tài liệu HS 540752

Nguồn: www.unstats.un.org

Bảng 1: Các nước nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún chủ yếu

Từ năm 2007-2010:

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Tiểu Vương Quốc Ả Rập 856.142.332

Trung Quốc 775.047.764

Hồng Kông 700.140.253

Brazil 537.415.759

Mexico 353.053.550

Các nước khác 4.041.105.897

Tổng giá trị thương mại: 7.262.905.555

Bảng 2: Các nước xuất khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún chủ yếu

Từ năm 2007-2010

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Trung Quốc 11.740.541.960

Các nước Châu Á khác 2.117.543.189

Tiểu Vương Quốc Ả Rập 739.639.337

Ấn Độ 653.347.982

Hồng Kông 617.688.915

Các nước khác 4.001.232.701

Tổng giá trị thương mại: 19.869.994.084

Bảng 3: Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của thế

giới:

Giá trị thương mại (USD) Năm

2010 1.634.896.730

2009 1.368.155.963

2008 2.159.228.683

2007 2.100.624.179

Bảng 4: Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của thế

giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)

4.394.450.801 2010

4.576.333.612 2009

5.706.210.694 2008

5.192.998.977 2007

Bảng 5. Kim ngạch nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của

Việt Nam từ năm 2005-2009:

Trọng lượng Năm Giá trị thương mại (USD) (kg)

15.028.658 1.610.946 2005

14.519.768 1.556.397 2006

26.069.986 3.286.060 2007

25.156.989 2.819.563 2008

19.826.648 2.043.853 2009

Bảng 6. Kim ngạch xuất khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của

Việt Nam từ năm 2005-2009:

Trọng lượng Năm Giá trị thương mại (USD) (kg)

27.928.422 3.791.196 2005

30.323.895 4.116.374 2006

28.318.786 2.611.691 2007

31.306.466 4.361.885 2008

25.957.833 2.190.593 2009

Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún là Tiểu

Vương Quốc Ả Rập, Trung Quốc, Hồng Kông, Brazil, Mexico. Các nước xuất khẩu

chủ yếu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún là Trung Quốc, Các nước Châu Á

khác, Tiểu Vương Quốc Ả Rập, Ấn Độ, Hồng Kông. Giá trị xuất nhập khẩu vải dệt

thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của thế giới có xu hướng giảm dần từ năm 2008

đến năm 2010.

Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam chiếm

khoảng 1,0 – 1,5% so với tổng giá trị nhập khẩu của thế giới.

Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam chiếm

khoảng 0,55 – 0,57 % so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới.

Tình hình nhập khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam

tăng từ năm 2005 đến năm 2008. Tuy nhiên, năm 2009 giá trị nhập khẩu của Việt

Nam theo xu hướng chung của thế giới giảm tới 19,8 % so với năm 2008. Xuất khẩu

vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam năm 2009 cũng giảm 17,1 %

so với năm 2008.

2. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún,

monofilament > 67dtex, hàm lượng polyester > 85% chủ yếu trên thế giới:

Mã tài liệu HS 540753

Nguồn: www.unstats.un.org

Bảng 7: Các nước nhập khẩu chủ yếu từ năm 2007-2010:

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Đức 161.258.825

Mỹ 151.796.469

Romania 132.945.736

Mexico 119.582.291

Bỉ 85.683.185

Các nước khác 1.266.583.321

Tổng giá trị thương mại: 1.917.849.827

Bảng 8: Các nước xuất khẩu chủ yếu từ năm 2007-2010:

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Trung Quốc 711.818.881

Pháp 259.281.234

Đức 193.394.136

Thổ Nhỹ Kỳ 147.104.738

Ý 142.056.959

Các nước khác 785.478.341

Tổng giá trị thương mại: 2,239,134,289

Bảng 9: Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún của

thế giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)

473.316.770 2010

429.294.136 2009

541.032.602 2008

474.206.319 2007

Bảng 10: Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún của thế giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)

545.663.618 2010

505.773.645 2009

634.372.017 2008

553.325.009 2007

Bảng 11. Kim ngạch nhập khẩu vải polyester (>85%) từ sợi nhuộm của Việt

Nam từ năm 2005-2009:

Trọng lượng Năm Giá trị thương mại (USD) (kg)

1.320.023 95.479 2005

1.354.165 97.949 2006

1.699.427 138.425 2007

2.024.929 158.412 2008

1.578.048 101.370 2009

Bảng 12. Kim ngạch xuất khẩu vải polyester (>85%) từ sợi nhuộm của Việt

Nam từ năm 2005-2009:

Trọng lượng Năm Giá trị thương mại (USD) (kg)

1.229 91 2005

312 15 2006

2007 2.579 117

2008 4.883 226

2009 1.229 91

Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún là Đức,

Mỹ, Romania, Mexico, Bỉ. Các nước xuất khẩu chủ yếu vải dệt thoi từ sợi nhuộm

polyester dún là Trung Quốc, Pháp, Đức, Thổ Nhỹ Kỳ, Ý.

Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam chiếm

khoảng 0,36 – 0,37% so với tổng giá trị nhập khẩu của thế giới.

Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam chiếm tỉ

lệ phần trăm rất nhỏ so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới.

Tình hình nhập khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam tăng

từ năm 2005 đến năm 2008. Tuy nhiên, năm 2009 giá trị nhập khẩu của Việt Nam

theo xu hướng chung của thế giới giảm tới 22,1 % so với năm 2008. Xuất khẩu vải

dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam cũng tăng từ năm 2006 đến năm

2008 nhưng năm 2009 giá trị xuất khẩu giảm tới 74,9 % so với năm 2008.

3. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester

dún, monofilament > 67dtex, hàm lượng polyester > 85% chủ yếu trên thế giới:

Mã tài liệu HS 540753

Nguồn: www.unstats.un.org

Bảng 13. Các nước nhập khẩu chủ yếu từ năm 2007-2010:

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Trung Quốc 177.451.055

Ý 151.313.584

Thổ Nhỹ Kỳ 148.944.965

Hồng Kông 109.521.445

Brazil 81.029.074

Các nước khác 851.460.746

Tổng giá trị thương mại: 1.519.720.869

Bảng 14. Các nước xuất khẩu chủ yếu từ năm 2007-2010:

Tên nước Giá trị thương mại (USD)

Trung Quốc 671.039.284

Malaysia 316.432.072

Việt Nam 104.807.902

Hồng Kông 90.858.513

Mỹ 77.629.148

Các nước khác 540.260.068

Tổng giá trị thương mại: 1.801.026.987

Bảng 15. Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún

của thế giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)

414.096.118 2010

332.525.268 2009

387.846.047 2008

385.253.436 2007

Bảng 16. Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún

của thế giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)

500.364.889 2010

355.522.224 2009

478.950.295 2008

466.189.579 2007

Bảng 17. Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún

của Việt Nam từ năm 2005-2009:

Trọng lượng Năm Giá trị thương mại (USD) (kg)

2005 1.320.023 95.479

2006 1.354.165 97.949

2007 1.699.427 138.425

2008 2.024.929 158.412

2009 1.578.049 101.370

Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester

dún là Trung Quốc, Ý, Thổ Nhỹ Kỳ, Hồng Kông, Brazil. Các nước xuất khẩu chủ yếu

vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún là Trung Quốc, Malaysia, Việt Nam, Hồng

Kông, Mỹ.

Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún của Việt

Nam chiếm 5,9% so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới, Việt Nam có mặt trong số

các nước đứng đầu về xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún.

Nhận xét chung:

- Bảng số liệu thống kê cho thấy, thị trường xuất – nhập khẩu vải dệt từ sợi

nhuộm polyester nhỏ hơn, chỉ bằng khoảng 15% so với thị trường xuất – nhập khẩu

vải nhuộm dệt từ sợi polyester.

- Việt Nam chủ yếu là xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester

dún, khoảng 5,9% so với tổng giá trị xuất khẩu loại vải này của thế giới.

- Đối với vải dệt từ sợi nhuộm polyester, Việt Nam chủ yếu là nhập khẩu, con số

xuất khẩu loại vải này chiếm một tỷ lệ rất nhỏ.

II. Công nghệ sản xuất sợi nhuộm polyester:

Sợi polyester có phân khúc thị trường lớn nhất trong các loại sợi tổng hợp. Sợi

polyester chủ yếu được nhuộm màu bằng phương pháp truyền thống với thuốc nhuộm

phân tán và nhuộm bằng phương pháp nhuộm màu dung dịch “solution dyed”.

Phương pháp nhuộm màu dung dịch “solution dyed” không giống như các

phương pháp nhuộm khác. Phương pháp nhuộm màu dung dịch sẽ bơm chất tạo màu

vào dung dịch polymer đang ở trạng thái nóng chảy, tạo ra màu sắc sâu, đậm đặc biệt,

có độ trong, rõ ràng, chất màu trở thành một phần của cấu trúc phân tử.

Theo cách hiểu đơn giản, sự khác nhau giữa phương pháp nhuộm “solution

dyed” và phương pháp nhuộm truyền thống khác tương tự như là một củ cà rốt và

một củ cải. Phương pháp nhuộm “solution dyed” giống như củ cả rốt, chất màu chạy

xuyên suốt củ cà rốt. Điều này giúp loại bỏ sự biến màu dưới tác động của các tác

nhân phá hoại. Các phương pháp nhuộm khác cho màu giống hiệu ứng củ cải, màu

chỉ bám bên ngoài xơ. Điều này có nghĩa là màu sắc có nguy cơ bị mất đi khi giặt giũ,

loại bỏ vết bẩn.

Nhuộm sợi polyester theo phương pháp “solution dyed” có nhiều ưu điểm hơn so

với nhuộm phân tán: chất lượng màu sắc cao (độ bền màu, kiểm soát màu tốt, các tính

chất sử dụng ưu việt). Quá trình kéo sợi màu polyester theo phương pháp “solution

dyed” được thực hiện qua các bước như sau:

1. Tổng hợp polymer:

Sợi polyester được kéo từ dung dịch tổng hợp giữa axit terephthalic và một số

rượu hai chức.

Sợi polyester được tổng hợp dựa trên phản ứng ester hóa trực tiếp giữa axit

terephthalic với các rượu hai chức hoặc phản ứng trao đổi ester giữa dimethyl terephthalate với các rượu hai chức. Trước đây, sợi polyester được sản xuất bằng con đường trao đổi ester, nhưng về sau do công nghệ sản xuất acid terephthalate ngày

càng trở nên hoàn thiện, do vậy kể từ năm 1964 polyester dùng cho sản xuất sợi được

tổng hợp bằng con đường ester hóa trực tiếp.

Phản ứng ester hóa trực tiếp:

Ethylene glycol phản ứng với axit terephthalic ở áp suất 4.10 5 Pa, nhiệt độ 240- 2600C. Đây là phản ứng tự xúc tác, tuy nhiên một số axit mạnh hoặc ester của axit titamic được them vào hỗn hợp phản ứng như là xúc tác cho phản ứng ester hóa. Tỷ

lệ mol các tác chất cho phản ứng ester hóa trực tiếp là: ethylene glycol: axit

terephthalic vào khoảng 1:1 -1:1,3.

Phản ứng trao đổi ester:

Ethylene glycol phản ứng với dimethyl terephthalate ở nhiệt độ 1500C.

Các xúc tác thương mại cho phản ứng trao đổi ester là muối acetate của các kim loại Ca2+, Mg2+, Zn2+, Co2+, Pb2+, Mn2+. Tỷ lệ mol các tác chất trong phản ứng trao đổi ester vào khoảng ít nhất 2mol ethylene glycol cho 1mol dimethyl terephthalate.

Phản ứng polymer hóa pha rắn:

Trong sản xuất polyethylene terephthalate, đôi khi người ta đa tụ polymer bằng

phản ứng polymer hóa pha rắn. Để thực hiện phản ứng này, polymer có khối lượng

phân tử thấp được nấu nóng chảy, sau đó được đúc trong khuôn để có kích thước phù

hợp. Những hạt polyester này được kết tinh sơ bộ bằng nhiệt và đảo lộn liên tục để tránh bị thiêu kết, sau đó chúng được gia nhiệt bằng khí nitơ nóng ở 2000C trong áp suất thấp cho tới khi đạt khối lượng tử mong muốn, sản phẩm của phản ứng này được

vận chuyển tới thiết bị kéo sợi polyester.

2. Quy trình kéo xơ màu polyester theo phương pháp “solution dyed”:

Sợi polyester được kéo bằng phương pháp kéo nóng chảy. Quy trình công nghệ

cho công đoạn kéo sợi như sau:

Polyme sản xuất theo mẻ

Polyme sản xuất bằng phương pháp phản ứng pha rắn

Polyme nóng chảy sản xuất theo mẻ

Kéo dải

Trộn

Cắt

Trộn

Sấy

Nóng chảy

Ép

Kéo sợi

Kéo cao tốc

Vào cúi

Kéo giãn

Sợi POY

Kéo giãn

Dún

Crimp

Sợi POY

Sợi dún

Sợi filament

Cắt

Xơ filament

Xơ staple

Hình 1: Quy trình công nghệ kéo sợi.

2.1. Công đoạn tiền xử lý với polyester sản xuất theo mẻ:

Do đặc thù của quá trình sản xuất theo mẻ, chất lượng của polyester rất khác

nhau về khối lượng phân tử, màu sắc, điểm chảy dẻo, nhóm chức đầu mạch…thậm

chí ngay cả trong cùng một mẻ cũng có những khác biệt này. Hỗn hợp sản phẩm của

nhiều mẻ được đưa đi nấu nóng chảy để kéo sợi. Sự khác nhau trên làm giảm đáng kể

chất lượng xơ. Do vậy, để hạn chế những tác hại này, trong sản xuất polyester theo

mẻ, polyester được kéo thành những dải hình trụ sau đó đem cắt thành từng đoạn

ngắn đều nhau rồi trộn lại để có sự phân tán đồng đều một cách tương đối trước khi

đem đi nóng chảy.

Trong quá trình tồn trữ, các hạt nhựa này có thể hấp thụ ẩm trong không khí.

Lượng ẩm này tạo điều kiện thúc đẩy phản ứng thủy phân nhóm ester trong nhựa làm

giảm chất lượng xơ. Để ngăn ngừa phản ứng thủy phân trong quá trình kéo sợi, các hạt polyester được sấy bằng không khí khô nóng ở nhiệt độ 1700C cho đến lúc độ ẩm trong polyester là 0,005% khối lượng. Nhiệt độ sấy cao hơn dễ làm polyester có màu.

Để tránh bị thiêu kết trong quá trình sấy, các hạt polyester được tinh thể hóa một phần ở nhiệt độ từ 100-1200C trước khi đem đi sấy. Hạt polyester sau khi sấy được vận chuyển bằng khí nitơ vào thiết bị nóng chảy để tránh bị tái hút ẩm trở lại. Có ba cách

làm nóng chảy polyester để kéo sợi là: nóng chảy trong máy nén piston, nóng chảy

bằng lò nấu, nóng chảy trong máy ép đùn trục vít.

Nóng chảy trong máy nén piston chỉ phù hợp với các quy trình sản xuất thử

nghiệm. Lò nấu polyester chia làm hai loại: loại dùng hơi đốt và loại dùng điện. Hạt

nhựa được vận chuyển vào lò từng lượng xác định bằng các vít tải vào lò và được các ghi lò truyền nhiệt. Dòng nhựa nóng chảy lọt qua khe các thanh ghi lò vào bể chứa.

Từ đây nhựa lỏng được một bơm bánh răng bơm vào hệ thống dẫn tới các bộ kéo sợi. Từ bể chứa một thiết bị cảm ứng thể tích truyền tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển để điều chỉnh lượng nhập liệu. Máy ép đùn trục vít dùng nấu polyester là loại máy ép

đùn một trục hoặc hai trục. Thân máy được chia làm ba vùng: vùng vận chuyển vật

liệu, vùng nóng chảy và vùng bơm. Nhiệt làm nóng chảy nhựa một phần được lấy từ

các điện trở bao bên ngoài xilanh, phần còn lại là do ma sát giữa các hạt nhựa và giữa

hạt nhựa với trục vít. Ở đầu ra của máy ép đùn có lưới để lọc các phần rắn. Dòng

nhựa nóng chảy từ máy ép đùn được cấp trực tiếp cho bơm bánh răng để bơm vào bộ

phận kéo sợi.

Khi dung dịch polymer nấu chảy được đưa tới bộ phận ép đùn thì đồng thời

thuốc nhuộm màu dung dịch cũng được đưa đến bộ phận này. Một phương pháp

nhuộm màu cho dung dịch này là hòa tan thuốc nhuộm vào nó trước khi ép đùn dung

dịch polymer. Thuốc nhuộm màu sẽ được thêm vào dung dịch polymer nóng chảy,

tạo thành một thể thống nhất, trong đó có tất cả các màu nhuộm cần thiết để đạt được

màu sắc mong muốn cuối cùng, màu nhuộm này sẽ phân tán trong chất nền polymer

của polymer nóng chảy đã sẵn sàng để qua công đoạn chế biến tiếp theo.

Quá trình sản xuất ép đùn dung dịch polymer có thuốc nhuộm hòa tan được thực

hiện bằng cách cho các chất màu cô đặc vào dung dịch polymer nóng chảy trước khi

ép đùn; mỗi màu riêng lẻ được cho vào một thiết bị cấp có khả năng điều tiết trọng

lượng để cấp màu cho bộ phận ép đùn.

Quá trình tạo màu cho dung dịch polymer nóng chảy được mô tả như sau:

Đầu tiên tạo dung dịch polymer nhiệt dẻo đưa vào bộ ép đùn thông qua ống 16-

17. Các hạt màu được đưa vào máng 18, mỗi hạt chỉ chứa một màu nhuộm, mỗi loại

viên màu nhuộm được chứa trong một bộ phận cấp màu có khả năng điều tiết trọng

lượng riêng biệt. Các bộ phận cấp màu này sẽ cấp các hạt màu cho ống 10, mỗi lần

cấp sẽ có ít nhất 02 màu được cấp từ các bộ phận cấp 2, 4 ,6 , tỉ lệ cấp được điều

khiển bởi thiết bị 12 để đạt được màu yêu cầu của dung dịch ép đùn và tỉ lệ ép đùn.

Các viên màu cô đặc và dung dịch polymer nhiệt dẻo được nấu chảy, pha trộn trong

bộ phận ép đùn. Hỗn hợp này sẽ được ép đùn thành một dung dịch có màu.

Bơm 20 sẽ bơm dung dịch pha trộn này qua ống dẫn 22 đến bộ phận kéo sợi 24.

Hình 2. Quá trình tạo màu cho dung dịch polymer nóng chảy

2.2. Kéo sợi:

Xơ polyester kéo nóng chảy được chia làm hai loại:

- Xơ kéo ở tốc độ nhỏ có mật độ pha tinh thể thấp hoặc không tồn tại pha tinh

thể.

- Xơ kéo ở tốc độ lớn có tỷ lệ pha tinh thể cao.

Loại xơ thứ nhất được kéo ở tốc độ 1.500 m/s, còn loại thứ hai được kéo ở tốc độ 2.500 m/s. Đôi khi người ta còn phân chia quy trình kéo sợi theo hệ thống thiết bị kéo

sợi. Với cách phân chia này, quy trình kéo sợi được phân làm hai dạng: dạng có bộ

phận kéo sợi và bộ phận kéo định hướng chung và loại có bộ phận kéo sợi và kéo

định hướng phân biệt. Trong kiểu thiết bị kéo sợi và kéo định hướng chung, tốc độ

của các trục quấn có thể lên tới 6.000 m/s, còn trong kiểu thứ hai, tốc độ các trục đổi

hướng quyết định tốc độ kéo sợi. Vì vậy, tốc độ kéo sợi chỉ vào khoảng 4.000 m/s.

Đầu kéo sợi bao gồm một hay nhiều bơm bánh răng gắn liền với bộ lọc và các

spinneret. Vật liệu lọc polyester lỏng là cát mịn hoặc bột nhôm hay lưới niken. Quá

trình lọc được tiến hành ở áp suất từ 2-50 MPa. Spinneret làm bằng thép không gỉ dày

từ 0,1-0,4mm. Các lỗ phân bố trên spinneret có thể ở dạng các vòng tròn đồng tâm

hay thành các hàng song song hoặc được phân bố thành từng cụm theo đường kính lỗ

để có thể kéo ra sợi có nhiều cỡ từ một đầu kéo sợi. Lỗ kéo sợi có dạng hình trụ ở đầu

vào, còn đầu ra cong dần theo các dạng đường conic nhằm tăng độ đồng đều của xơ.

Số lỗ trên spinneret thay đổi rất rộng từ một lượng rất hạn chế tới khoảng 60.000 lỗ.

Mỗi spinneret nối thành từng bộ với một bơm hoặc thành từng nhóm để dễ dàng

chuyển dòng nhựa qua lại với nhau nhằm hạn chế sự quá áp cục bộ trên từng

spinneret hay sửa chữa khi lỗ kéo sợi bị tắc.

Ở đầu ra của spinneret, kích thước của sợi thường lớn hơn kích thước của lỗ do

sự hồi phục của sợi. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là sự trượt lên nhau giữa các

lớp khi dòng nhựa lỏng tiếp xúc với vùng không gian có nhiệt độ thấp hơn một cách

đột ngột. Do vậy, một số thiết bị được gắn thêm một bộ phận gia nhiệt bao quanh khu

vực này hoặc tốc độ kéo sợi ở khu vực này cần được gia tăng để chống lại hiệu ứng

hồi phục ở trên. Ra khỏi khu vực kéo sợi, xơ được làm nguội bằng không khí thổi

ngang qua hướng chuyển động của chùm xơ trong trường hợp chùm xơ nhỏ. Đối với các chùm xơ có số lượng xơ lớn, không khí được thổi ngược chiều chuyển động của

xơ trong buồng kín. Ở cuối mỗi buồng làm nguội, chùm xơ hội tụ lại với nhau theo trục dẫn đi vào khu vực gia công tiếp theo, sau đó qua khu vực hoàn tất rồi cuốn vào những trục sợi, hoặc sợi được các trục đưa vào khu vực kéo định hướng sau đó hội tụ

với các xơ khác làm thành bó sợi. Đối với bộ kéo sợi kết hợp với kéo định hướng, xơ

không quấn thành quả mà được dẫn trực tiếp tới các trục đổi hướng vào khu vực kéo

giãn.

Sợi được xử lý hoàn tất bằng cách tiếp xúc với trục tẩm các hóa chất cần thiết,

bao gồm hỗn hợp các chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện, chất nhũ hóa, chất chống

mài mòn, chất chống oxy hóa. Thành phần của hỗn hợp hoàn tất là bí quyết công

nghệ của từng hãng. Tuy nhiên, chúng đều có thành phần cơ bản bao gồm những chất

bôi trơn là hydrocarbon hay ester của rượu béo hoặc axit béo, ester của axit

phosphoric với rượu có số nguyên tử carbon trong phân tử từ 6-10 hoặc

polyoxyethylene thấp phân tử hoặc muối của axit phosphoric với các amin bậc bốn.

2.3. Kéo giãn:

Xơ polyester sau khi được kéo ra từ spinneret có độ định hướng thấp, không đáp

ứng các tính chất cơ lý của sợi dệt. Để nâng cao độ định hướng, xơ được kéo giãn ở

tỷ lệ thích hợp bằng cách cho xơ filament trượt trên bề mặt của các trục kéo với vận

tốc lớn. Trong sản xuất các trục kéo giãn thường được gia nhiệt để bề mặt đạt nhiệt độ từ 90-1000C là vùng nhiệt chuyển thủy tinh của polyester. Đối với quy trình kéo sợi liên tục, để đảm bảo tính chính xác của thông số nhiệt độ, sợi được gia nhiệt bổ

sung thông qua các mấu được lắp giữa các trục kéo giãn. Tỷ số kéo giãn thường nằm

vào khoảng từ 3:1-6:1. Tỷ số kéo giãn cao hơn được dùng trong sản xuất sợi có độ

bền cao và thường kéo hai giai đoạn. Trong đó giai đoạn hai tiến hành ở nhiệt độ cao

hơn giai đoạn một với tỷ số kéo giãn 1,5:1. Quá trình kéo giãn filament giúp hình

thành vùng tinh thể trong xơ. Tuy nhiên, hiệu ứng này sẽ mất dần bởi sự hồi phục của

xơ do nhiệt độ ở các quy trình gia công tiếp theo. Bởi vậy, để bảo toàn độ kết tinh của xơ sau khi kéo giãn, polyester được ổn định ở nhiệt độ từ 140-2200C trên các đĩa hoặc các trục dẫn.

Ban đầu những máy kéo giãn trong các quy trình liên tục dựa trên nguyên tắc

kéo giãn kết hợp xe sợi. Trong đó trước khi đánh ống, sợi được tiếp xúc với hệ thống đai. Kết quả là sợi vừa được kéo giãn vừa có độ xoắn. Tuy nhiên, thế hệ máy này có tốc độ kéo thấp, chỉ dưới 1.200 m/s. Các thế hệ máy kéo giãn sau này dựa trên

nguyên lý kéo – đánh ống cho ra sợi không có độ xoắn nhưng tốc độ kéo sợi cao hơn,

khoảng 6.000 m/s. Tuy nhiên, sợi sản xuất ra có hệ số ma sát thấp vì trơn láng hơn.

Do vậy, để tăng độ bám dính, sợi được làm biến dạng bằng các tác động cơ học trước

khi đánh ống. Trong sản xuất sợi xơ ngắn hoặc sợi có kích thước lớn, cần nhiều hơn

một trục để ổn định nhiệt cho sợi. Riêng đối với sản xuất sợi xơ ngắn, các trục ổn

định nhiệt được bố trí trong từng công đoạn của quá trình kéo giãn. Sợi xơ ngắn được

tạo nếp bằng các tác động cơ học như dùng hộp nhồi… sau đó xơ được ổn định nhiệt ở nhiệt độ 140-2000C trước khi bị cắt.

2.4. Dún sợi:

Kỹ thuật dún sợi bắt đầu được đưa vào sản xuất từ cuối thập niên 1950 đầu thập

niên 1960 dựa trên nguyên lý tạo xoắn giả cho xơ. Với kỹ thuật này, xơ có cường lực

lớn được gia nhiệt trước khi tiếp xúc với các cọc xoắn, sau đó xơ được ổn định xoắn bằng cách hấp trong nồi hơi ở nhiệt độ 1400C trong sản xuất theo mẻ hoặc bằng cách cho xơ qua vùng gia nhiệt thứ cấp.

Tới đầu thập niên 1970, kỹ thuật kéo sợi tạo dún được áp dụng trong sản xuất sợi

POY. Đĩa nhám tạo xoắn thay thế các cọc xoắn, góp phần nâng cao độ xoắn của xơ.

Sợi POY sản xuất theo kỹ thuật kéo sợi và tạo xoắn đồng thời chiếm lĩnh thị trường

xơ sợi trên toàn thế giới. Trong một số trường hợp, nhà sản xuất dún sợi trước khi

tung ra thị trường.

Bên cạnh việc tạo xoắn cho sợi bằng cách tiếp xúc với các đĩa nhám, sợi còn

được tạo xoắn bằng cách cho tiếp xúc với hệ thống hai dây đai chữ thập tại giao diện

của hai đai, hệ thống đai được giải nhiệt bằng nước hoặc bằng không khí trong quá

trình công tác.

Do màu nhuộm được đưa vào dung dịch polymer nóng chảy trước khi ép đùn xơ

trong quá trình kéo sợi nên quá trình kéo sợi và nhuộm màu đạt được chỉ trong một

bước mà không cần sử dụng nước để nhuộm màu sợi như phương pháp nhuộm phân tán.

III. Tính chất xơ polyester:

1. Tính chất vật lý:

1.1. Ứng suất:

Với xơ có cùng độ biến dạng dư, xơ có khối lượng phân tử càng cao công kéo

đứt càng cao do ứng suất tăng theo khối lượng phân tử. Ngược lại xơ polyester có

khối lượng phân tử thấp có công kéo đứt thấp do có ứng suất thấp. Cả hai loại xơ trên

đều được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Xơ có ứng suất cao được dùng cho xơ ngắn

chống nổi hạt. Ứng suất một số loại được cho trong bảng sau:

Bảng 18: Ứng suất của một số loại xơ poly ethylene terephthalate

Loại sợi Độ nhớt tới hạn Ứng suất (cN/tex) Độ giãn (%)

Sợi xơ ngắn xoắn 0,38-0,48 26 40

thấp

Sợi xơ ngắn có ứng 0,70-0,75 65 24

suất cao

Sợi filament thường 0,55-0,65 50 15

Sợi filament kỹ thuật 0,75-1,00 85 7

Sợi dệt thảm 0,6 34 50

Những số liệu trên đây cho thấy poly ethylene terephthalate nói riêng, polyester

nói chung là loại xơ có độ bền và độ bám cao. Cường lực của xơ polyester ngang với

nylon và polypropylene. Độ bám của xơ bằng các loại xơ thực vật. Ngoài polyester ra

hiện nay chỉ có xơ aramide mới có được những đặc tính này. Đặc biệt tùy vào điều

kiện gia công, ứng suất và độ nhớt tới hạn của xơ khác nhau nên xơ polyester rất

phong phú về chủng loại.

Ở nhiệt độ cao ứng suất của xơ giảm trong khi độ biến dạng của xơ tăng do động

năng của các đơn vị cấu trúc trong xơ tăng lên, các liên kết vật lý có năng lượng thấp

bị bẽ gãy. Kết quả là phần tinh thể chuyển thành vô định hình làm cho tỷ lệ pha vô

định hình tăng lên, xơ trở nên dẻo. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, ứng suất của

polyester chỉ giảm về tới một hằng số cho tới khi polyester nóng chảy. Khoảng nhiệt độ làm cho polyester giảm ứng suất vào khoảng từ 110-1400C, trong một số điều kiện quá trình này vẫn có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn như trong điều kiện có mặt nước nóng, polyester hóa dẻo ở nhiệt độ 600C. Nguyên nhân của hiện tượng này là các

phần tử nước nóng có nội năng cao đã xâm nhập vùng vô định hình trong xơ làm thúc

đẩy quá trình hóa dẻo.

1.2. Sự hồi phục:

Thông thường xơ có độ định hướng càng cao có vùng đàn hồi tuyệt đối càng lớn.

Vùng đàn hồi tuyệt đối của xơ chịu ảnh hưởng mạnh của nhiệt độ. Nhiệt độ càng lớn,

giá trị lực kéo gây ra biến dạng đàn hồi tuyệt đối càng nhỏ. Poly ethylene

terephthalate định hướng cao khi kéo giãn 5% có thể hồi phục hoàn toàn, còn xơ

thường giá trị này là 3%. Về mặt này poly ethylene terephthalate lại không thể so

sánh với nylon. Chẳng hạn, sự hồi phục của biến dạng giảm từ 98% khi bị kéo giãn

1% xuống còn 65% khi biến dạng là 5%, còn công hồi phục giảm từ 80% xuống còn

20% ở nhiệt độ phòng. Nếu quá trình trên được tiến hành ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg, các giá trị thu được tất nhiên nhỏ hơn rất nhiều. Nếu xơ bị kéo giãn ở nhiệt độ lớn hơn Tg, sau đó làm nguội trước khi giải phóng lực căng, sự phục hồi của xơ sẽ rất bé. Đây là cơ sở cho việc hình thành khả năng giữ nếp gấp của sợi.

Nếp gấp được tạo thành ở nhiệt độ cao, sau đó được định hình ở nhiệt độ thấp hơn

trước khi đem ra sử dụng. Bằng cách tương tự, có thể tạo các nếp nhăn do bấm nhiệt

trên xơ polyester. Bởi vậy, các sợi vải 100% polyester cần tránh giặt ở nhiệt độ cao. Quá trình giặt cần được tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn 690C. Nếu nhiệt độ giặt cao hơn, có thể làm xuất hiện những nếp nhăn rất khó loại bỏ sau khi giặt. Để khắc phục

nhược điểm này, polyester thường được giặt ở nhiệt độ thấp hoặc sau khi giặt nóng

cần khử các nếp nhăn bằng cách sấy xơ bằng máy sấy thùng quay. Trong trường hợp

polyester pha bông, sợi được xử lý hoàn tất chống nhàu để sản phẩm ít nhạy cảm với nhiệt độ.

1.3. Sự hút ẩm của polyester:

Polyester là xơ ghét nước. Độ ẩm trong xơ poly ethylene terephthalate trong không khí 200C, 65% ẩm là 0,4-0,6%. Độ ẩm trong xơ có thể tăng lên đến 1% khi độ ẩm trong không khí đạt 100%. Sự hút ẩm của xơ dường như độc lập với sự thay đổi của nhiệt độ trong khoảng từ 20-900C. Do vậy, ảnh hưởng của độ ẩm lên xơ không lớn như với nylon.

1.4. Sự vón hạt:

Là quá trình hình thành các búi xơ xù xì bám dính trên bề mặt các sản phẩm may

mặc, làm giảm vẻ đẹp của các sản phẩm dệt may, nhất là các sản phẩm dệt kim từ sợi

xơ ngắn. Những búi xơ này xuất hiện trên hầu hết các loại xơ sợi. Xơ càng bền, các

búi xơ này càng bám chặt trên vải, do vậy hiệu ứng nổi hạt trở nên nghiêm trọng với

các loại xơ có độ bền cơ khá lớn như polyester. Cấu trúc xơ sợi góp phần quan trọng

trong việc hình thành các hạt này. Khối lượng phân tử càng thấp các hạt càng nổi trên

bề mặt càng nhiều. Các polyester có độ nhớt 0,48 bắt đầu có sự tạo hạt trên bề mặt

xơ. Nếu độ nhớt của xơ giảm xuống 0,40 lượng hạt nổi lên càng nhiều. Polyester có

độ nhớt càng thấp càng khó kéo sợi do độ nhớt thấp dễ làm đứt xơ. Để kéo được

những xơ có độ nhớt thấp, thông thường polyester được tiến hành đồng trùng hợp với

các copolymer có chứa nhóm sunfat. Các xơ được sản xuất từ polymer có độ nhớt

thấp cần được tẩm các chất chống nổi hạt.

1.5. Sự nhiễm điện của polyester:

Polyester là loại xơ có khả năng nhiễm điện do ma sát, thường polyester bị ma

sát sẽ tích điện âm. Tuy nhiên, do độ dẫn điện kém nên khi bị nhiễm điện các đặc tính

của xơ bị biến đổi nhất là trong điều kiện độ ẩm kém. Điều này gây nhiều khó khăn

cho các công đoạn gia công tiếp theo và trong tồn trữ xơ.

Để làm giảm sự nhiễm điện do ma sát của xơ polyester, có thể áp dụng nhiều

phương pháp khác nhau. Một trong những biện pháp đó là phân tán các nhóm ưa

nước vào xơ để nâng cao lượng ẩm trong xơ. Ngoài ra, trong quá trình kéo sợi

polyester được pha các polymer có khả năng dẫn điện làm cầu nối giữa các polyester. Hoặc áp dụng kỹ thuật kéo sợi lõi áo trong đó một lớp là polyester, lớp còn lại là một

polymer ưa nước hay phân tán các ion kim loại hoặc than chì vào dung dịch kéo sợi. Bằng cách này người ta đã sản xuất được xơ ICI, là loại xơ có khả năng chống điện do ma sát. Đây là polyester dạng xơ ngắn, được phân tán các ion kim loại hoặc than

chì có khả năng dẫn điện từ bề mặt xơ tới một chiều sâu nhất định ở một nồng độ phù

hợp nhằm giảm điện trở của xơ.

Một cách khác làm giảm khả năng nhiễm điện do ma sát là tẩm các chất chống

tĩnh điện cho xơ polyester ở giai đoạn xử lý hoàn tất. Tuy nhiên, các hóa chất này

cuối cùng bị rửa trong quá trình giặt tẩy sau này.

2. Tính chất hóa học:

2.1. Sự thủy phân polyester:

Vận tốc của phản ứng thủy phân polyester phụ thuộc vào hai yếu tố chính sau:

môi trường thủy phân (là môi trường axit hay môi trường kiềm) và chất xúc tác ( là

xúc tác có sẵn ở trong xơ hay phân tán trong môi trường).

Tốc độ của phản ứng thủy phân tùy thuộc vào khả năng khuyếch tán của các tác

chất vào trong xơ. Những axit vô cơ có điện tích lớn khó khuyếch tán vào trong

polyester không phân cực. Các tác nhân kiềm chỉ có tác dụng trên bề mặt xơ, do vậy

trong dung dịch kiềm đường kính xơ giảm đi, khối lượng phân tử polyester có giảm

xuống, độ bền kéo đứt giảm nhưng ứng suất của xơ không bị ảnh hưởng. Ngoài ra,

tốc độ phản ứng thủy phân còn phụ thuộc vào quá trình xử lý nhiệt của xơ. Xơ được

xử lý trong kiềm loãng ở nhiệt độ sôi từng đợt một được ứng dụng để tạo ra những

tính chất bề mặt sợi như độ nhám, cảm giác cứng…cho xơ polyester.

Tốc độ phản ứng thủy phân polyester trong môi trường kiềm sẽ tăng đáng kể nếu

kiềm có khả năng khuyếch tán vào trong xơ.

Các xúc tác axit nói chung gây ra những hiệu ứng thủy phân khác nhau nên khối

lượng của phân tử polyester giảm đi đáng kể trong khi không làm thay đổi đường

kính xơ cho tới lúc xơ bị đứt thành từng đoạn.

Sự thủy phân trong môi trường axit xảy ra chậm hơn trong môi trường kiềm.

2.2. Sự cháy của polyester:

Khả năng bắt lửa của polyester được đánh giá theo chỉ số oxy. Với phương pháp

này khả năng cháy polyester ngang với bông như kết quả trong bảng sau:

Bảng 19: Chỉ số oxy của một số loại xơ

Loại xơ Chỉ số oxy

Poly propylene 0,18

Poly acrylic 0,18

Bông 0,18

Polyester 0,21

Nylon 6 0,22

Nylon 6.6 0,24

Aramid 0,28

Tuy nhiên, chỉ số này chỉ có ý nghĩa tương đối, vì quá trình được tiến hành trên

xơ nguyên chất. Với polyester, do nhiệt độ cháy cao nên phần bốc cháy bị rời ra khỏi

xơ. Xơ polyester có nhiệt độ nóng chảy thấp, hiện tượng nhiễu giọt khi nóng chảy

càng được thể hiện rõ ràng.

2.3. Tính tan của polyester:

Poly ethylene terephthalate tan tốt trong các dung môi có tính axit như phenol

lỏng, m-cresol, axit dicloroacetic ở nhiệt độ phòng. Một số dung môi hữu cơ chứa

halogen như hexafloroisopropanol cũng hòa tan tốt vào polyester ở điều kiện thường. Quá trình hòa tan xảy ra nhanh chóng ở những vùng vô định hình, còn vùng tinh thể phải đun nóng mới tan.

Ở nhiệt độ trên 1000C nhiều dung môi có khả năng khuyếch tán tốt vào xơ và trở thành dung môi tốt của poly ethylene terephthalate. Nhóm dung môi này gồm: nitrobenzen, odiclorobenzen.

Một số dung môi là dẫn xuất halogen của các hydrocarbon no có thể hòa tan poly ethylene terephthalate ở nhiệt độ dưới 00C tuy nhiên dung dịch không bền. Các

dung môi này bao gồm: cloroform, methylene chloride, tetracloroathane. Tuy nhiên,

chỉ các vùng vô định hình mới bị hòa tan ở điều kiện này. Để hòa tan phần tinh thể

cần phải cấp nhiệt.

H2SO4 đặc vừa có thể hòa tan poly ethylene terephthalate vừa phân hủy nó.

Bảng 20: Một số tính chất của xơ polyester

Tính chất Đơn vị

Độ mảnh xơ 0.6-44 dtex

Khối lượng riêng 1.36-1.38 g/cm3

Khả năng hút ẩm 0.2-0.5%

Khả năng kháng sinh học Rất tốt

Độ bền đứt tương đối 25-65 cN/tex

Độ giãn kéo đứt 15-50 %

Khả năng đàn hồi Rất tốt

3. Ưu điểm của sợi nhuộm polyester theo phương pháp nhuộm dung dịch

polymer khi kéo sợi:

- Ưu điểm chung: (giống sợi polyester thường):

+ Độ bền cơ học cao (cao hơn cả sợi polyamit)

+ Độ đàn hồi tốt

+ Khả năng chống biến dạng cao

+ Khả năng giữ nếp tốt (sản phẩm dệt có độ chống nhàu rất cao)

+ Khả năng kháng sinh học tốt

- Ưu điểm riêng: (khác sợi polyester thường):

+ Độ bền màu ánh sáng tốt

+ Độ bền màu ma sát tốt

Tóm lại, sợi nhuộm polyester theo phương pháp “solution dyed” ngoài những

tính chất chung của sợi polyester bình thường như trên nó còn có tính chất ưu việt là

độ bền màu (mài mòn, ánh sáng) rất cao do xơ được nhuộm trong quá trình kéo sợi

khi dung dịch polymer nóng chảy.

IV. Ứng dụng của sợi nhuộm polyester kéo theo phương pháp “solution dyed”:

Sợi nhuộm polyester kéo theo phương pháp nhuộm dung dịch có độ bền màu ma

sát, bền màu ánh sáng tốt nên thường được sử dụng để dệt các loại vải sử dụng ngoài

trời hoặc chịu tác động ma sát cao:

- Vải bọc nệm ghế ngoài trời.

- Vải bạt, vải lều, vải dù.

- Vải dùng trong ngành hàng hải, tàu biển.

- Dùng để dệt thảm.

IV. Công nghệ xử lý hoàn tất chống thấm nước:

Công nghệ xử lý chống thấm nước đạt được bằng cách giảm năng lượng tự do

trên bề mặt xơ. Nếu như lực tương tác bám dính giữa xơ với giọt chất lỏng có trên xơ

lớn hơn lực tương tác dính kết bên trong chất lỏng thì khi đó giọt nước này sẽ loang

ra. Nếu như lực tương tác bám dính giữa xơ với giọt chất lỏng nhỏ hơn lực tương tác

dính kết bên trong chất lỏng này thì giọt nước sẽ không bị loang. Những bề mặt mà tạo ra lực tương tác với chất lỏng thấp là do năng lượng bề mặt thấp. Năng lượng bề

mặt tới hạn hay sức căng bề mặt của chúng c phải nhỏ hơn so với sức căng bề mặt

của chất lỏng L.

Có một vài phương pháp khác nhau để đưa những bề mặt có năng lượng thấp lên

sản phẩm dệt. Cách thứ nhất là kết hợp cơ học các sản phẩm chống thấm nước vào

trong hoặc trên xơ và bề mặt vải, trong lỗ chân xơ, trong những khoảng trống giữa xơ

và sợi. Ví dụ ở đây là dung dịch parafin. Một cách khác nữa đó là phản ứng hoá học

của vật liệu chống thấm nước với bề mặt của xơ. Ví dụ ở đây là các nhựa của axít

béo. Còn có thêm một phương pháp khác đó là tạo ra những màng mỏng chống thấm

trên bề mặt của xơ. Ví dụ ở đây là silicon và các sản phẩm florocacbon. Cách cuối

cùng đó là sử dụng các cấu trúc vải đặc biệt chẳng hạn như những tấm màng mỏng

polytêtrafloroêtylen được kéo căng (Goretex), màng mỏng của polyeste có thể thấm

nước (Sympatex) và tráng phủ vi xốp (các polyurêtan biến tính thấm nước).

Hóa học chống thấm nước: 1. Chống thấm kiểu parafin:

Công nghệ hoàn tất này có thể được dùng cho cả hai kiểu tận trích và ngấm ép.

Chúng tương thích với hầu hết các kiểu hoàn tất nhưng lại làm tăng tính dễ bốc cháy.

Mặc dù những nguyên liệu sẵn có với giá thành tương đối thấp, tạo ra được hiệu ứng

chống thấm nước đồng nhất, song với nhược điểm ít bền với giặt giũ và giặt khô, mức

độ thấm nước và không khí kém nên đã hạn chế việc sử dụng kiểu hoàn tất chống

thấm, chống bám bẩn kiểu parafin.

2. Công nghệ chống thấm dùng axít mêlamin stêaríc:

Các hợp chất được tạo thành bằng phản ứng của axít stêaríc và formalđêhyt với

mêlamin tạo ra một phân lớp khác của loại nguyên liệu chống thấm nước. Tính chất

không thấm hút của các nhóm axít stêaríc tạo ra được khả năng chống thấm nước,

trong khi đó những nhóm N-mêtylen còn lại có thể phản ứng với xenlulô hoặc với

(liên kết ngang) khác để tạo được hiệu quả lâu dài.

Ưu điểm của kiểu chống thấm bằng mêlamin axít stêaríc là làm tăng độ bền với

giặt có cảm giác sờ tay tốt với vải đã được xử lý. Một số sản phẩm loại này có thể

được ứng dụng hiệu quả bằng cách xử lý theo phương pháp tận trích.

Nhược điểm của kiểu xử lý chống thấm mêlamin axít stêaríc là làm giảm độ bền

xé rách và khả năng chống mài mòn của vải, làm biến đổi ánh màu của vải đã

nhuộm, thải ra chất formalđêhyt.

3. Xử lý chống thấm kiểu silicôn:

Để có thể đạt được một vài tiêu chuẩn về độ bền, loại silicôn dùng để xử lý

chống thấm thường gồm có ba thành phần, đó là: silanol, silane và chất xúc tác,

chẳng hạn như octoate thiếc.

Ưu điểm của xử lý chống thấm nước kiểu silicôn là tạo khả năng chống thấm

nước cao, cảm giác sờ tay rất mềm mại, tăng khả năng may và duy trì được hình

dáng, cải thiện vẻ đẹp ngoại quan và cảm giác của loại vải cào tuyết.

Nhược điểm của kiểu xử lý chống thấm silicôn đó là làm tăng hiện tượng nổi hạt

xoắn, trượt đường may, giảm khả năng chống thấm nếu như sử dụng số lượng quá

thừa, chỉ làm giảm nhẹ độ bền với giặt và với quá trình giặt khô. Silicôn bền hơn sáp

nhưng ít bền hơn hợp chất flour.

4. Xử lý chống thấm florocacbon

Florocacbon (FC) làm cho các bề mặt của xơ có năng lượng bề mặt thấp nhất

cho các kiểu hoàn tất chống thấm đang được ứng dụng. Xử lý chống thấm FC được

tổng hợp lại bằng việc phối hợp các nhóm alkyl perfloro vào trong các monomer

acrylic hay urêtan để sau đó có thể được polyme hoá để thực hiện các quy trình hoàn

tất vải.

Những ưu điểm chung của kiểu hoàn tất chống thấm, chống bẩn florocacbon là

vải được xử lý sấy khô nhanh hơn. Các FC đặc biệt cho phép cải thiện được mức độ

nhả bẩn trong quá trình giặt hoặc chống bám bụi trên nylon, đặc biệt có tác dụng với

loại vải thảm. Nhược điểm của kiểu hoàn tất này là giá thành cao, vải bị xám màu

trong quá trình giặt, độ may rủi cao và cần phải có xử lý đặc biệt với nước thải dùng trong quá trình xử lý. Trong thực tế là chúng thường không được sử dụng hiệu quả

bằng phương pháp tận trích (nhưng hiện có một vài sản phẩm FC mới nằm ngoài quy

luật này).

Các FC sấy ở nhiệt độ thấp là một sự phát triển mới khác nữa. Chúng có thể

đạt được độ chống thấm, chống bám bẩn mà không cần nhiệt, chỉ sau khi phơi trong

điều kiện nhiệt độ phòng. Đây là một lợi điểm cho việc ngấm ép các loại quần áo, vải

bọc và các loại vải thảm. Một nhược điểm không thể tránh được đó là độ bền thấp do

không có việc gắn kết bằng các liên kết ngang.

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM

I. Thí nghiệm tính chất cơ – lý hóa của sợi nhuộm polyester:

Chúng tôi làm thí nghiệm độ nhỏ, độ bền kéo đứt và độ bền màu ánh sáng của các

sợi polyester nhuộm theo phương pháp nhuộm dung dịch khi kéo sợi để so sánh với các

loại sợi polyester nhuộm theo phương pháp truyền thống (nhuộm sau khi kéo sợi bằng

thuốc nhuộm phân tán).

Bảng 21: Bảng thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của sợi polyester nhuộm theo

phương pháp nhuộm dung dịch khi kéo sợi

Phương

TT

Chỉ tiêu

75 D

150 D

300 D

500 D

600D

pháp thử

Độ nhỏ

75,1

150,3

296,7

500,3

597,4

thực tế

1 Độ nhỏ

(Nm)

Cv độ nhỏ

0,8

1,0

1,1

1,2

(%)

Độ bền

322,2

705,7

1.507,0

2.292,2 2.813,4

tuyệt đối

(cN)

38,66

42,34

45,21

41,26

42,2

Độ bền t. đối(cN/tex)

Độ bền kéo

Độ dãn đứt

đứt

25,69

19,64

20,49

22,39

19,53

(%)

Độ bền

Cấp

ISO

màu ánh

sáng

Bảng 22: Bảng thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của sợi polyester thường

TT Chỉ tiêu 1 Độ bền màu ánh sáng

Cấp

Phương pháp thử Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 4 ISO 105 B02-99

3-4 4

 Nhận xét:

 Độ bền của sợi polyester nhuộm theo phương pháp thông thường và sợi

nhuộm polyester theo phương pháp nhuộm dung dịch khi kéo sợi “solution

dyed” tương đương như nhau. Khi nhuộm bằng phương pháp nhuộm dung

dịch “solution dyed”, độ bền của sợi không bị ảnh hưởng. Các giá trị độ bền

đứt tương đối, độ giãn đứt của sợi nhuộm polyester theo phương pháp

nhuộm dung dịch khi kéo sợi “solution dyed” đều nằm trong khoảng giá trị

của sợi polyester thường:

+ Độ bền đứt tương đối: 39 – 59 cN/ tex

+ Độ giãn đứt: 15 – 30%

 Độ bền ánh sáng của sợi nhuộm polyester theo phương pháp nhuộm dung

dịch khi kéo sợi cao hơn sợi polyester nhuộm theo phương pháp thông

thường: sợi polyester thường có độ bền màu ánh sáng nằm trong khoảng từ

cấp 1 đến cấp 5, trong khi các mẫu sợi nhuộm polyester theo phương pháp

nhuộm dung dịch khi kéo sợi “solution dyed” có độ bền màu ánh sáng đạt từ

cấp 6 trở lên ( Theo tiêu chuẩn ISO 105 B02 – 99).

II. Thiết kế mặt hàng:

Mục đích sử dụng: vải bọc nệm ghế ngoài trời.

Yêu cầu chất lượng:

Đối với sản phẩm vải bọc nệm ghế, yêu cầu về chất lượng liên quan đến độ bền

đứt, độ bền xé rách, độ bền màu ma sát… và bền màu ánh sáng.

Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, vải bọc nệm ghế dệt từ sợi polyester

nhuộm theo phương pháp thông thường sẽ bị phai màu nhanh ( khoảng 60 giờ- tương

đương cấp 5). Do đó, để đáp ứng yêu cầu này, người ta thường sử dụng các loại sợi

có độ bền màu cao cho vải ngoài trời. Hiện nay, các loại sợi bền màu cao nhuộm theo

phương pháp nhuộm dung dịch polymer nóng chảy khi kéo sợi là sợi acrylic,

polyester và polypropylen. Độ bền màu ánh sáng của nó có thể đạt đến cấp 7-8

(khoảng hơn 350 giờ). Mặt hàng dệt từ loại sợi này là những mặt hàng cao cấp, có giá

trị cao.

Vải bọc nệm ghế thường sử dụng các loại sợi polyester, acrylic ở dạng xơ ngắn hoặc

filament. Nếu là sợi xơ ngắn thì các chi số thường sử dụng là 10, 20/2 Ne ; nếu là sợi

filament thì chuẩn số thường sử dụng là 200, 300, 400, 500, 600 Denier. Trọng lượng của loại vải này nằm trong khoảng 180 – 350 g/m2.

Để tạo ra mặt hàng có chất lượng cao chúng tôi sử dụng nguyên liệu là sợi filament

với chuẩn số 400, 500 Denier.

Bảng 23. Thông số thiết kết mặt hàng 1:

Mẫu 1 PS01 TT Các thông số Đơn vị đo

1 Nguyên liệu dọc Denier 400

2 Nguyên liệu ngang Denier 400

3 Kiểu dệt Vân điểm

4 Khổ mắc máy cm 162

5 Khổ dệt cm 160

6 Khổ hạ máy cm 156,3

7 Lược dệt Khe/cm 15

8 Số sợi sâu 1 khe

Sợi/khe Nền 2

Sợi/khe Biên 3

Sợi 9 Tổng số sợi dọc nền 4.710

Sợi Biên 135

Sợi Toàn bộ 4.845

10 Mật độ dọc Sợi/10cm 300

11 Mật độ ngang Sợi/10cm 140

% 12 Độ co dệt dọc 6,1

% 13 Độ co dệt ngang 2,3

14 Trọng lượng sợi dọc g/m 228,5

15 Trọng lượng sợi g/m 99,6

ngang

16 Trọng lượng sợi toàn g/m 328,1

bộ

17 Trọng lượng g/m2 g/m2 209,9

Bảng 24. Thông số thiết kết mặt hàng 2:

Mẫu 2 PS02 TT Các thông số Đơn vị đo

1 Nguyên liệu dọc Denier 500

2 Nguyên liệu ngang Denier 500

3 Kiểu dệt Vân điểm

4 Khổ mắc máy cm 162

5 Khổ dệt cm 160

6 Khổ hạ máy cm 155,5

Lược dệt Khe/cm 7 14

Số sợi sâu 1 khe 8

Nền Sợi/khe 2

Biên Sợi/khe 3

9 Tổng số sợi dọc nền Sợi 4.396

Biên Sợi 126

Toàn bộ Sợi 4.522

10 Mật độ dọc Sợi/10cm 280

11 Mật độ ngang Sợi/10cm 130

12 Độ co dệt dọc % 5,7

13 Độ co dệt ngang % 2,8

265,5 14 Trọng lượng sợi dọc g/m

115,6 lượng sợi g/m 15

Trọng ngang

16 g/m 381,1

Trọng lượng sợi toàn bộ

17 Trọng lượng g/m2 g/m2 245,1

Bảng 25. Thông số thiết kết mặt hàng 3:

Mẫu 3 PS03 TT Các thông số Đơn vị đo

1 Nguyên liệu dọc Denier 500

- Màu trắng

- Màu ghi

- Màu đỏ

- Màu vàng

- Màu nâu

2 Nguyên liệu ngang Denier 500

- Màu trắng

3 Kiểu dệt Vân điểm/ sọc dọc

màu

cm 4 Khổ mắc máy 158

cm 5 Khổ dệt 156

cm 6 Khổ hạ máy 151,8

7 Lược dệt Khe/cm 14

8 Số sợi sâu 1 khe

Nền Sợi/khe 2

Biên Sợi/khe 3

Sợi 9 Tổng số sợi dọc nền 4.284

Sợi Biên 126

Sợi Toàn bộ 4.410

10 Mật độ dọc Sợi/10cm 280

11 Mật độ ngang Sợi/10cm 130

% 12 Độ co dệt dọc 5,9

% 13 Độ co dệt ngang 2,7

14 Trọng lượng sợi dọc g/m 259,5

15 Trọng lượng sợi g/m 112,7

ngang

16 Trọng lượng sợi toàn g/m 372,2

bộ

17 Trọng lượng g/m2 g/m2 245,2

Bảng 26. Kiểu dệt mặt hàng 3:

Số sợi Số lần lặp Màu

Trắng 88 1

Ghi 5 1

Đỏ 2 1

Vàng 32 1

Đỏ 2 1

Ghi 5 1

Trắng 44 1

Nâu 3 1

Trắng 9 1

Nâu 3 1

Trắng 6 1

Nâu 3 2

Trắng 3

Nâu 3 1

Trắng 8 1

Vàng 12 1

Ghi 8 4

Vàng 1

Ghi 6 1

Vàng 1 1

Ghi 4 1

Vàng 1 1

Ghi 3 1

Vàng 1 1

Ghi 4 1

Vàng 1 1

Ghi 2 1

Vàng 1 1

Ghi 3 1

Vàng 1 3

Ghi 2

Vàng 1 7

Ghi 1

Vàng 2 3

Ghi 1

Vàng 293 1

Ghi 1 3

Vàng 2

Ghi 1 7

Vàng 1

Ghi 2 3

Vàng 1

Ghi 3 4

Vàng 1

Ghi 4 1

Vàng 1 1

Ghi 6 1

Vàng 1 1

Ghi 8 4

Vàng 1

Vàng 11 1

Trắng 8 1

Ghi 3 2

Trắng 3

Ghi 3 1

Trắng 6 1

Ghi 3 1

Trắng 9 1

Ghi 3 1

Trắng 44 1

Ghi 5 1

Đỏ 2 1

Vàng 32 1

Đỏ 2 1

Ghi 5 1

III. Quy trình công nghệ:

Sợi dọc Sợi ngang

Mắc

Xâu go, lược

Dệt

Xử lý hoàn tất

Vải thành phẩm

Hình 3. Quy trình công nghệ

1. Công đoạn mắc:

Sau đây là các thông số của công đoạn mắc – hồ:

Phương pháp mắc: Mắc phân băng

Bảng 27. Thông số công đoạn mắc

Thông số Mẫu 1 Mẫu 2 Đơn vị Mẫu 3 Chỉ tiêu

Tổng số sợi mắc Sợi 4.845 4.522 4.410

Số ống trên giàn mắc Ống 120 736 120

Số băng Băng 41 6 38

Băng cuối

Băng 41 bỏ ra 75 sợi Băng 38 bỏ ra 38 sợi Băng 6 bỏ ra 6 sợi

Khổ rộng mắc Cm 162 158 162

Sức căng của sợi G 20-26 25-30 25-30

Tốc độ mắc M/phút 250 250 250

2. Công đoạn dệt:

Sau đây là các thông số trong công đoạn dệt:

Bảng 28: Các thông số trong công đoạn dệt

Thông số Đơn vị Máy dệt kiếm

Tốc độ v/phút 500

Go bằng Độ 322

Góc mở miệng vải Độ 25

Đánh giá:

Tốc độ dệt đạt mức trung bình của máy kiếm 500 v/phút. -

- Năng suất trung bình 158 mét/ 1người/1máy/ 1ca (8h).

- Ưu điểm của sợi tổng hợp là cho năng suất dệt cao, ít đứt dọc, thời gian dừng

máy thấp, năng suất cao.

3. Công đoạn hoàn tất:

3.1/ Lựa chọn hóa chất:

3.1.1/ Hóa chất của hãng: Nicca, Nhật

Tên hóa chất: NK GUARD NDN-7E

- Đặc điểm, tính chất: NK GUARD NDN-7E là chất lỏng, màu trắng đục, bản

chất là Florocacbon

- Công thức:

+ NK GUARD -7E: 20-40g/l

+ pH = 2,5-3,5

+ Nhiệt độ sấy khô (dry): 130 độ C

+ Thời gian và nhiệt độ đóng rắn (curing): 45 giây ở 160-180 độ C

3.1.2/ Hóa chất của hãng : Tanatex, Đức

Tên hóa chất: TANAGUARD

Đặc điểm, tính chất: TANAGUARD là chất lỏng, màu trắng sữa, bản chất là Florocacbon.

- Công thức:

+ TANAGUARD: 20-60g/l

+ pH = 6.0 ± 0.5

+ Nhiệt độ sấy khô (dry): 130 độ C

+ Thời gian và nhiệt độ đóng rắn (curing): 50 giây ở 160-200 độ C

3.2/ Thử nghiệm mẫu nhỏ:

Thử nghiệm xử lý chống thấm theo các cách sau:

- Nồng độ hóa chất khác nhau

- Nhiệt độ khác nhau

Quy trình: Ngấm ép  Sấy khô (dry)  Đóng rắn (curing)

3.2.1/ Chất chống thấm NK GUARD NDN-7E:

Thử nghiệm xử lý hoàn tất với nồng độ khác nhau:

Quy trình: Ngấm ép với các nồng độ khác nhau, pick up 60%  Sấy khô (dry) ở 1300C  Đóng rắn (curing) ở 1700C.

Bảng 29. Các thông số thử nghiệm chống thấm

Hóa chất

Đơn vị

TN1

TN2

TN3

TN4

TN5

NK GUARD

NDN-7E

g/l

Mức ngấm ép

0C/s

170/45

Nhiệt độ/ Thời gian

Bảng 30. Kết quả thí nghiệm tính kháng nước:

Chỉ tiêu Tiêu Đơn Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5

chuẩn vị

Tính kháng nước AATCC 70 70 80 80 80

- Thực hiện 6 thí nghiệm trên kết quả cho thấy độ chống thấm ở nồng độ 30g/l là

tốt nhất và kinh tế nhất vì ở những nồng độ 20g/l và 25g/l độ chống thấm chưa

được tốt, còn ở nồng độ cao hơn 35g/l và 40g/l thì độ chống thấm cũng không tốt

hơn so với nồng độ 30g/l.

Thử nghiệm xử lý hoàn tất với nhiệt độ khác nhau:

Quy trình: Ngấm ép (pick up 60% , nồng độ 30g/l)  Sấy khô (dry) ở 1300C  Đóng rắn (curing) ở các nhiệt độ khác nhau.

Bảng 31. Các thông số thử nghiệm chống thấm

Hóa chất

Đơn vị

TN1

TN2

TN3

TN4

TN5

NK GUARD NDN-7E

g/l

Mức ngấm ép

Nhiệt độ/ Thời

0C/s

160/45

165/45

170/45

175/45

180/45

gian

Bảng 32. Kết quả thí nghiệm tính kháng nước:

Chỉ tiêu Tiêu Đơn Mẫu Mẫu Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5

chuẩn vị 1 2

Tính kháng nước AATCC Cấp 50 80 80 80 70

- Kết quả thí nghiệm cho thấy: Giữ nguyên các yếu tố khác chỉ thay đổi nhiệt độ Curing ta thấy: Với nhiệt độ 160, 165 độ C thì chưa đủ để đóng rắn chất chống

thấm đã ngấm vào vải nên hiệu quả chống thấm rất thấp. Ở nhiệt độ cao hơn là

175, 180 độ C thì kết quả chống thấm là cấp 80. Vì vậy ta chọn nhiệt độ Curing

là 170 độ C với thời gian 45 giây vừa kinh tế vừa cho kết quả tốt nhất.

Nhận xét:

- Qua bảng kết quả kiểm nghiệm về tính kháng nước ta thấy nồng độ, nhiệt độ,

thời gian xử lý phù hợp cho chất lượng tốt và kinh tế là:

+ Nồng độ: 30 g/l

+ Nhiệt độ/ thời gian: 170/45 (độ C/ giây)

3.2.2/ Chất chống thấm TANAGUARD:

Thử nghiệm xử lý hoàn tất với nồng độ khác nhau:

Quy trình: Ngấm ép với các nồng độ khác nhau, pick up 60%  Sấy khô (dry) ở 1300C  Đóng rắn (curing) ở 1700C.

Bảng 33. Các thông số thử nghiệm chống thấm

TN1

TN2

Đơn

TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9

Hóa chất

vị

TANAGUARD g/l

Mức ngấm ép

170

Nhiệt độ/ Thời

0C/s

/50

gian

Bảng 34. Kết quả thí nghiệm tính kháng nước:

Chỉ tiêu Tiêu Đơn Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu

chuẩn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tính AATCC Cấp 50 50 50 50 70 70 70 70 70

kháng 22

nước

- Thực hiện 9 thí nghiệm trên kết quả cho thấy độ chống thấm ở nồng độ 40g/l là tốt nhất và kinh tế nhất vì ở những nồng độ 20g/l, 25g/l, 30g/l, 35g/l độ chống thấm không tốt bằng, còn ở nồng độ cao hơn 40g/l thì độ chống thấm cũng không tốt hơn so với nồng độ 40g/l.

Thử nghiệm xử lý hoàn tất với nhiệt độ khác nhau:

Quy trình: Ngấm ép (pick up 60% , nồng độ 40g/l)  Sấy khô (dry) ở 1300C  Đóng rắn (curing) ở các nhiệt độ khác nhau.

Bảng 35. Các thông số thử nghiệm chống thấm

Đơn

Hóa chất

TN1

TN2

TN3

TN4

TN5

TN6

TN7

vị

TANAGUARD

g/l

Mức ngấm ép

Nhiệt độ/ Thời

0C/s

gian

160/50

165/50

170/50

175/50

180/50

185/50

190/50

Bảng 36. Kết quả thí nghiệm tính kháng nước:

Chỉ tiêu Tiêu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7

chuẩn

50 50 70 70 80 80 80

AATCC 22

Tính kháng nước

- Kết quả thí nghiệm cho thấy: Giữ nguyên các yếu tố khác chỉ thay đổi nhiệt độ

Curing ta thấy: Với nhiệt độ 160, 165 thì chưa đủ để đóng rắn chất chống thấm đã ngấm vào vải nên hiệu quả chống thấm rất thấp. Ở nhiệt độ 170, 175 độ C kết quả kháng nước chỉ ở cấp 70. Ở nhiệt độ cao hơn là 185, 190 độ C thì kết

quả chống thấm là cấp 80. Vì vậy ta chọn nhiệt độ Curing là 180 độ C với thời

gian 50 giây vừa kinh tế vừa cho kết quả tốt nhất.

Nhận xét:

- Qua bảng kết quả kiểm nghiệm về tính kháng nước ta thấy nồng độ, nhiệt độ,

thời gian xử lý phù hợp, cho chất lượng tốt và kinh tế là:

+ Nồng độ: 40 g/l

+ Nhiệt độ/ thời gian: 180 /50 (độ C/ giây)

 Tổng kết:

- Cả hai loại hóa chất đều cho kết quả kháng nước tốt như nhau. Nhưng xét về mặt kinh tế ta nên lựa chọn hóa chất NK GUARD NDN-7E với nhiệt độ/ thời

gian xử lý thấp hơn, tiết kiệm được nhiên liệu nhiều hơn.

3.3/ Thử nghiệm mẫu lớn:

+ Hóa chất sử dụng: NK GUARD NDN-7E

+ Nồng độ: 30 g/l

+ Pick up: 60%

+ Lực ép: 1.6-1.8 bar

+ Nhiệt độ/ thời gian: 170 /45 (độ C/ giây)

+ Tốc độ chạy máy: 40m/ph

4. Các thiết bị sử dụng:

Mắc : Máy mắc IL SUNG của Hàn Quốc

Dệt : Máy dệt Picanol của Bỉ

Máy hoàn tất : Máy LK & LH của Đài Loan

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN

I. Đánh giá chất lượng:

1. Thông số kỹ thuật của vải bọc nệm ghế theo các tiêu chuẩn quốc tế:

Bảng 37. Thông số kỹ thuật của vải bọc nệm ghế sử dụng ngoài trời ( theo TCFFA –

The casual furniture fabric Association) của Mỹ:

Thông số Tiêu chuẩn Yêu cầu

Độ bền kéo đứt ASTM D5034

-125 lb -Dọc

-65 lb -Ngang

Độ bền xé rách ASTM D2262-71

-6 lb -Dọc

-6 lb -Ngang

ASTM D3512 Cấp 3 sau 30 phút Pilling

Độ bền mài mòn ASTM D4157 15.000 vòng

Độ bền màu ma sát

- 5 - Khô AATCC 116-1974

- 4 - Ướt

80 Tính kháng nước AATCC 22

Độ bền màu ánh sáng ASTM G154 Cấp 3, 500h

Bảng 38. Thông số kỹ thuật của vải bọc nệm ghế ngoài trời ( Theo IKEA of Sweden

AB Specification) :

Thông số Tiêu chuẩn Yêu cầu

Độ bền kéo đứt ISO 13934-1

-Dọc ≥350 N

-Ngang

Độ bền xé rách ISO 13937-2

-Dọc ≥8 N

-Ngang

ISO 12945-2 ≥ cấp 3 Pilling

Độ bền mài mòn

- Sự thay đổi màu sắc ISO 12947-2 - Cấp 2-3

- Độ bền - ≥15.000 vòng

Sự thay đổi kích thước ISO 6330

sau giặt

- Ướt - 2%

- Khô - 4%

Độ bền màu ma sát ISO 105-X12

- Khô ≥cấp 3-4

- Ướt ≥cấp 3

Độ bền màu ánh sáng ISO 105-B02 ≥cấp 5-6

2. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu chất lượng vải của đề tài thực hiện:

Bảng 39. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu chất lượng vải của đề tài thực hiện

Đơn vị Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

Chỉ tiêu chất

Tiêu chuẩn

Yêu cầu

lượng

Sợi/10cm

Mật độ

Ngang Dọc

g/m2

142 303 219,7

137 282 251,3

285 135 257,8

1.317,8 1.450.6 1.692,3

676,0 18,9

773,3 25,5

1.357,6 28,2

16,7 71,3

32,1 86,7

20,0 95,2

≥8 N

Trọng lượng Độ bền đứt băng vải Độ giãn đứt băng vải Độ bền xé rách

ISO 13934- 1-99 ISO 13934- 1-99 ISO 13937- 2-00

44,9

57,9

58,0

Dọc Ngang Dọc Ngang Dọc Ngang

Độ vón gút

Cấp

≥350 N

Độ mài mòn

Chu kỳ

>15.000 >15.000 >15.000 ≥15.000

≥ cấp 3

Cấp

vòng

Cấp

Khô

Cấp

4-5

≥ 5-6

ISO 12945- 2-00 ISO 12947- 2-98 ISO 105 B02-99 AATCC 22 ISO 105- X12-01

Độ bền màu ánh sáng Tính kháng nước bề mặt vải Độ bền màu ma sát

Ướt

4-5

≥ 3-4

-0,7

-0,9

-0,6

≥ 3

ISO 6330-00

Dọc Ngang

-0,3

Sự thay đổi kích thước sau giặt

-2%

Nhận xét: Theo kết quả thử nghiệm vải, so sánh với yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc

tế về thông số kỹ thuật vải bọc nệm ghế ngoài trời, ta có nhận xét như sau:

 Vải đạt các chỉ tiêu chất lượng về cơ lý:

+ Độ bền đứt băng vải

+ Độ bền xé rách

+ Độ vón gút

+ Độ mài mòn

+ Sự thay đổi kích thước sau giặt

 Và đạt các chỉ tiêu chất lượng về hóa:

+ Độ bền màu ánh sáng

+ Tính kháng nước bề mặt vải

+ Độ bền màu ma sát

II. Kết luận:

 Đề tài đã hoàn thành mục tiêu Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm

polyester theo phương pháp “Solution dyed” để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế với 03 mặt

hàng:

+ Đạt các yêu cầu về chất lượng vải

+ Có quy trình công nghệ sản xuất

+ Lựa chọn được thiết bị phù hợp

KẾT LUẬN

Qua một năm nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ

sợi nhuộm polyester theo phương pháp “Solution dyed” để tạo mặt hàng vải bọc nệm

ghế” đã đạt được các mục tiêu đề ra, thực hiện đủ các nội dung đăng ký.

Ý nghĩa khoa học kỹ thuật

- Mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng sợi polyester.

- Đã có được công nghệ tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế ngoài trời từ sợi nhuộm

polyester (theo phương pháp nhuộm dung dịch khi kéo sợi).

Hiệu quả kinh tế xã hội

- Vải bọc nệm ghế ngoài trời đạt yêu cầu chất lượng, có giá trị kinh tế cao,

phục phụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

- Đề tài mang tính mới trong việc nghiên cứu ứng dụng sợi nhuộm polyester

(theo phương pháp nhuộm dung dịch khi kéo sợi) để nâng cao chất lượng vải bọc nệm ghế

ngoài trời đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước, phục vụ cho mục đích xuất khẩu sản phẩm

nệm ghế ngoài trời sang thị trường Mỹ và EU.

- Tăng tỉ lệ nội địa hóa cho xuất khẩu dệt may.

Triển vọng áp dụng kết quả nghiên cứu:

- Kết quả nghiên cứu của tài sẽ được ứng dụng tại Phân Viện.

- Công nghệ sản xuất sẽ được chuyển giao cho các đơn vị trong ngành, nâng

cao năng lực sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm cho ngành dệt may.

Cơ Quan Chủ trì Đề tài

Chủ nhiệm Đề tài

Phạm Thị Mỹ Giang

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1/ Công nghệ gia công sợi hóa học- tác giả TS. Huỳnh Văn Trí – Huỳnh Tiến Phong

– Nguyễn Công Toàn, NXB: ĐHQG Tp. HCM 2004.

2/ Vật liệu dệt – tác giả: TS. Nguyễn Văn Lân, NXB: ĐHQG Tp. HCM 2002.

3/ Kỹ thuật nhuộm – in hoa và hoàn tất – Vật liệu dệt: Tổng Công Ty Dệt May Việt

Nam, Viện Kinh Tế Kỹ Thuật Dệt May, NXB KHKT Hà Nội, 2002.

4/ Hoàn tất sản phẩm dệt – tác giả Đào Duy Thái, NXB: ĐHQG Tp. HCM 2010.

5/ Handbook of Fiber Chemistry, NXB: Menachem Lewin, 2007.

6/ Website: www.unstats.un.org

7/ Website: www.freepatentsonline.com

8/ Website: www.swicofil.com

Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài KHKT 2011: "Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester phương pháp "Solution dyed" để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế" - KS. Phạm Thị Mỹ Giang