Tài liệu Nghiên cứu mặt hàng mới từ sợi ptt chức năng

BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM ViÖn dÖt may B¸o c¸o ®Ò tµi khoa häc §Ò tµi : "NGHIÊNCỨU MẶT HÀNG MỚI TỪ SỢI PTT CHỨC NĂNG" Chñ nhiÖm ®Ò tµi: C¥ QUAN CHñ TR×: Trương Phi Nam Viện Dệt May 7681 05/02/2010 Hµ néi, th¸ng 12- 2009 BIỂU THÔNG TIN 2. Cơ quan chủ quản 1. Cơ quan chủ trì Bộ Công Thương Viện Dệt May Địa chỉ: 478 – Minh khai – Hà nội Địa chỉ: Điện thoại: Điện thoại: 38624025 54 – Hai Bà Trưng – Hà Nội 38257700 3. Tên đề tài: “Nghiên cứu mặt hàng mới từ sợi PTT chức năng” 4. Mã số: 5. Số đăng ký: 6. Chỉ số phân loại: 7. Tác giả: KS Trương Phi Nam KS Lưu Văn Chinh ThS Bùi Thái Nam KS Võ Thị Hồng Bình KS Nguyễn Thị Vân Chức vụ Chủ nhiêm đề tài Thủ trưởng cơ quan chủ trì đề tài Họ và tên Trương Phi Nam Nguyễn Văn Học vị Kỹ sư Chủ tịch hội đồng đánh giá chính thức Thủ trưởng cơ quan quản ký đề tài Thông Tiến sỹ Ký tên Đóng dấu 1 MỤC LỤC I. I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. 1.5.1. 1.5.2. II. II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 III. IV. V. TỔNG QUAN NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT Giới thiệu sản xuất xơ sợi PTT Sợi PTT Philament Đặc tính của sợi PTT Sản phẩm thương mại PTT Chức năng PTT-cool PTT Stretch NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ DỆT VẢI Nghiên cứu lựa chọn mẫu vải Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3 Mẫu số 4 Mẫu số 5 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MẪU NHỎ TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM Mẫu số 1 Mẫu số 2 Mẫu số 3 Mẫu số 4 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MẪU LỚN TẠI CÔNG TY DỆT KIM ĐÔNG XUÂN Mẫu số 1 Mẫu số 4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Trang 3 5 5 7 11 13 14 14 15 23 23 23 26 28 30 32 35 36 42 44 45 50 50 53 57 59 60 61 2 TỔNG QUAN Phát triển nguồn nguyên liệu mới là xu thế của ngành dệt may hiện nay trên thế giới. Đặc biệt là các loại nguyên liệu mới có tính năng ứng dụng mới, dễ chịu khi sử dụng, có lợi cho sức khoẻ, thân thiện với môi trường và thay thế dần những nguyên liệu truyền thống đang giảm dần về nguồn cung. Xơ PTT là một loại xơ của tương lai và có những tính ưu việt khi sử dụng đang thay một phần xơ PET và Nylon. Sản phẩm từ nguyên liệu PTT có một số tính năng vượt trộị so với nguyên liệu truyền thống như PET, Nylon đó là: mềm mại, dễ nhuộm màu, bền màu, khả năng quản lý ẩm, có độ co giãn cao… Một trong những hướng phát triển khoa học trong ngành dệt may là khai thác những nguồn nguyên liệu mới đưa vào sản xuất nhằm mục đích để bổ sung và thay thế dần những nguồn nguyên liệu truyền thống đang bị giảm dần về nguồn cung.Không những thế, hiên nay các doanh nghiệp vừa và nhỏ đang mất dần sức cạnh tranh do việc tự do hoá các giao dịch trong lĩnh vực sợi . Việc phát triển ứng dụng nguồn nguyên liệu mới sẽ là hướng đi quan trọng giúp cho các doanh nghiệp này có thể nâng cao chất lượng và tạo sự khác biệt cho sản phẩm dệt may. Việc nghiên cứu sản xuất vải dệt kim có độ co giãn cao từ sợi PTT thay vì sử dụng sợi lycra pha với cotton hoặc FET là một trong những mặt hàng mới. Nhờ những tính chất lý hóa ưu việt của loại xơ sợi PTT nói chung và đặc biệt là PTT Stretch nói riêng, loại sợi này hiện đang được ứng dụng rộng rãi vào các mặt hàng may mặc gồm vải may mặc thông thường ( vải mặc ngoài, vải Jeans); đặc biệt cho vải thể thao ( quần áo bơi, chơi gold, thể dục dụng cụ ...); vải dệt kim, bít tất mũi giầy ... được nhiều nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu. Quá trình này liên quan tới sự kết hợp của cấu trúc vải mới và điều kiện nhuộm, hoàn tất. Quá trình tạo sợi được miêu tả như sau: - Tạo ra sợi tectua có độ giãn đứt từ 30 ÷ 60 % bằng cách: 3 + Kéo sợi từ polyme PTT thành sợi có định hướng hoàn toàn. + Tạo tectua sợi trong máy xoắn giả với tỷ lệ kéo từ 1,05 ÷ 2,0 và nhiệt độ xử lý là 50 ÷ 200oC, tốt nhất là 130 ÷ 180oC bằng nhiệt tiếp xúc hoặc không tiếp xúc. Với phạm vi nghiên cứu của mình, đề tài “Nghiên cứu mặt hàng mới từ sợi PTT chức năng”, nhóm nghiên cứu chọn mặt hàng dệt kim từ 100% PTT và PTT pha cotton làm đối tượng nghiên cứu vì đây là mặt hàng thông dụng cho việc sản xuất và gia công trên các dây chuyền thiết bị hiện có ở khu vự phía Bắc, đồng thời là mặt hàng khi áp dụng vào thực tiễn sản xuất sẽ có nhu cầu lớn. Đề tài: "Nghiên cứu mặt hàng mới từ sợi PTT chức năng" nhằm các mục tiêu: 1. Ứng dụng nguyên liệu mới trong sản xuất vải may mặc, có tính đàn hồi cao. 2. Tạo ra được sản phẩm vải đã hoàn tất từ loại sơi PTT stretch. * Nội dung đề tài: 1. Xây dựng tập tài liệu về xơ sợi PTT. 2. Xây dựng quy trình dệt và hoàn tất vải từ sợi PTT stretch có tính đàn hồi cao. 3. Tạo ra sản phẩm dệt kim. *Phương pháp nghiên cứu: Tiếp cận thông tin trên mạng, các paten, các tài liệu liên quan về nguyên liệu PTT, khảo sát thị trường may mặc trong nước. Lựa chọn công nghệ phù hợp điều kiện hiện tại của các nhà máy dệt nhuộm ở Việt nam Ứng dụng công nghệ đã xác định vào quy mô sản xuất công nghiệp, có điều chỉnh công nghệ phù hợp thực tiễn sản xuất. Triển khai thí nghiệm công nghệ mẫu nhỏ tai Viện Dệt may và triển khai thực nghiệm trên dây chuyền sản xuất công nghiệp tại Công ty TNHHMTV Dệt kim Đông Xuân. *Tóm tắt kết quả nghiên cứu: Căn cứ nội dung và mục tiêu của đề tài, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn nguyên liệu, thử nghiệm các chỉ tiêu sợi và thiết kế dệt thử 05 mẫu vải dệt kim. 4 Trên cơ sở lý thuyết từ nguyên liệu, nhóm đề tài nghiên cứu đã xây dựng quy trình thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Viện Dệt May. Sau khi xây dựng được các thông số công nghệ xử lý trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã xây dựng quy trình để thử nghiệm mẫu lớn tại Công ty TNHHMTV Dệt kim Đông Xuân. - Công đoạn tiền xử lý. Công đoạn nhiệt định hình. Công đoạn nhuộm màu cho vải PTT 100% và PTT pha bông. - Công đoạn hoàn tất vải (hồ mềm, là cán, compart...) NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI I. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT I.1. GIỚI THIỆU SẢN XUẤT XƠ SỢI PTT Polytrimethylene terephtalate (PTT) là một dạng polyeste thơm được hình thành từ quá trình trùng ngưng 1,3-propanediol (POD) và axit terephtalate. PTT đã sản xuất thành công cả về phương diện thí nghiệm cũng như sản xuất thương mại tạo ra các sản phẩm như sợi filament, xơ stapen và các sản phẩm vải không dệt nhờ các quá trình kết dính khi nóng chảy. Cấu trúc phân tử của PTT được trình bày ở hình 1. (o C C o o o ) ) CH 2 CH 2 CH 2 − O − n n Hình 1: Cấu trúc PTT Sản phẩm PTT của Hãng Shell Chamical được sản xuất phục vụ cho ngành công nghiệp dệt đồng thời cũng được giới thiệu cùng với các sản phẩm khác thuộc nhóm polyeste thơm là polyethylene terephtalate (PET) và polybutylene terephtalate (PBT). Việc thương mại hóa sản phẩm PTT có được là do sự đột phá trong quá trình tổng hợp PDO. Sản phẩm PTT có những tính chất, khối lượng phân tử và sự phân bố khối lượng phân tử, cũng như khả năng tạo xơ sợi hoàn toàn giống như các sản phẩm polyeste khác, đặc biệt là các sản phẩm đang chiếm lĩnh thị trường như Nylon, PET và PBT (Xem Hình 3). 5 Chất xúc tác, chất hoạt hóa CH2 CH2 + Co + H2 ho ch2ch 2ch 2 oh O EO Khí tổng hợp 1,3 PDO Hình 2: Sơ đồ tổng hợp PDO một công đoạn từ Ethylene oxit Từ polyme kéo thành sợi filament POY, SDY (HOY, FDY), SD/POY và UDF. Cần thiết phải sấy chíp polyme PTT giống như đối với PET và PA trước khi ép đùn và kéo thành sợi. Tuy nhiên không cần phải dùng đến thiết bị kết tinh polyme trong khi sấy chip như đối với PET. Điều kiện sấy khuyến cáo cho PTT được trình bày trên Bảng 2. Bảng 1: Nhựa nhiệt dẻo sử dụng trong sản xuất xơ. Điểm nóng chảy , oC Điểm thủy tinh hóa , oC Tỉ trọng , g/cm3 Hấp thụ nước (24 giờ) , % Hấp thụ nước (14 ngày), % PTT PET Nylon 6 228 45-65 1,33 0,03 0,15 265 80 1,40 0,09 0,49 220 40-87 1-13 1,9 9,5 Nylon 66 265 50-90 1,14 2,8 8,9 PP 168 -17 ÷ -4 0,91 <0,03 Đối với sản phẩm stapen. Cả hai quá trình kéo giãn/thả lỏng (draw/relax) và kéo giãn/biến tính (draw/unleaded) được áp dụng. Việc sản xuất PTT cũng theo kịp quy luật chung của quá trình phát triển công nghệ cho xơ dệt PET. n-metylen glycols PTA Axit Terephtalic Etylen glycol Ho CH CH oH + Hooc cooh PET 1,3 Propandio l Ho CH CH CH oH + Hooc cooh PTT Ho CH CH CH CH oH + Hooc cooh PBT 1,4 Butadiol 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 Hình 3: Các polyeste thơm thương mại Hình 4: Cấu trúc các APP (aromatic polyester polymer) I.2. SỢI PTT FILAMENT. I.2.1. S¶n xuÊt sîi *Ép đùn sợi filament: Nhìn chung, nhiệt độ ép đùn sợi nhỏ hơn 30oC so với PET. Nhiệt độ chảy lỏng khuyến cáo là 245 – 265oC. Nhiệt độ cao hơn 265oC sẽ tăng đáng kể tỉ lệ thoái biến polyme. Thiết bị ép đùn truyền thống sử dụng cho PET và PA6, PA66 cũng hoàn toàn phù hợp cho PTT. *Kéo sợi filament: Một số quy trình kéo sợi chảy lỏng cho PTT sử dụng đối với sợi không tectua (hoặc sợi filament): POY, Spin-Draw Yarn (SDY hay FDY), POY được tạo ra từ máy Spin-Draw-Machine và Filament không kéo mảnh - Undraw Filament (UDF). PPT POY có thể tạo ra từ việc kéo sợi có hoặc không có các đĩa dẫn sợi ở một tốc độ kéo thích hợp (từ 2500 – 5000 m/ phút). Hình 5 và hình 6 cho thấy mối liên quan giữa độ bền và độ giãn với tốc độ kéo sợi tương ứng của PTT POY trên dây truyền kéo sợi không có đĩa dẫn. Bộ ép phun xơ có bán kính lỗ 0,35 mm và tỉ lệ kéo L/D = 2,0. POY cũng có thể được tạo ra từ máy kéo sợi mảnh Spin-Draw ( có các đĩa nóng dẫn sợi ). Spin-Draw đã được dùng để sản xuất SDY và FDY. Điều kiện kéo sợi như tốc độ dòng khí làm nguội, nhiệt độ dòng khí làm nguội, vị trí của đầu bôi dầu hoàn tất, tốc độ kéo sợi, nhiệt độ và số lượng sợi trên các đĩa dẫn, tất cả có thể được xác định với sự 7 điều chỉnh nhỏ phụ thuộc vào từng loại máy của nhà sản xuất. Tốc độ các đĩa dẫn và tỉ lệ tốc độ giữa chúng quyết định đến sự ổn định của quá trình kéo sợi và đã được xác định cụ thể. Mặc dù các bộ ép phun xơ truyền thống sử dụng cho PET và PA cũng được sử dụng cho PTT, nhưng tỉ lệ L/D cao hơn được khuyến cáo để đảm bảo tốt và ổn định quá trình kéo sợi. Các chất hoàn tất cũng được dùng cho PTT, và có một số chất hoàn tất đã được chứng minh có tác dụng rất tốt cho quá trình kéo sợi và tectua sau đó. Giá trị Denier /Filament (dpf) của PTT filament có thể nằm trong khoảng nhỏ hơn 1 cho đến lớn 5 dtex và tổng denier nằm trong khoảng 28 – 330 dtex đối với hàng dệt may. Quá trình kéo sợi PTT UDF chủ yếu để sản xuất xơ stapen, có phần nào khác so với PTT POY và SDY. Bảng 2: Điều kiện ép đùn xơ PTT Sấy - Không cần công đoạn kết tinh hóa - Máy sấy không khí nóng tuần hoàn kín 130oC trong thời gian 4 giờ Điểm sương thấp hơn – 40oC - Rây phân tử : Cỡ x13 là chất làm khô, được bảo dưỡng thường xuyên Ép đùn sợi - Nhiệt độ nóng chảy điển hình: 245 – 265oC - Thiết lập vùng ép đùn để đạt được nhiệt độ nóng chảy thích hợp. Hình 5: Liên quan giữa độ bền và tốc độ kéo (m/phút) của PTT POY 8 Hình 6:Liên quan giữa phần trăm độ giãn với tốc độ kéo( m/phút) của PTT I.2.2. Từ DTY, SDY và POY dệt thành vải mộc Vải mộc có thể được dệt trực tiếp từ các dạng PTT DTY, SDY, và POY. Có nhiều các sản phẩm dệt kim và dệt thoi PTT đã được sản xuất và nghiên cứu. Nhìn chung vải dệt kiểu interlock với mật độ mũi kim (mũi/inch …) và chi số sợi phù hợp sẽ đạt được độ co giãn tốt hơn. Độ co giãn và đàn hồi tốt cũng đạt được ở các sản phẩm dệt thoi với chi số sợi phù hợp. Vải có thể có sự co giãn tốt ở hướng dọc, ngang hoặc cả hai. Vải PTT mộc có được đặc tính cảm giác sờ tay mềm mại, tốt hơn nhiều so với vải PET. Có thể phối hợp với các loại xơ sợi khác như là PET, axetat, acrylic, cotton, len hay nylon nằm ở sợi dọc hay sợi ngang để tạo ra sản phẩm có độ đàn hồi và mềm mượt. I.2.3.Từ vải mộc đến vải nhuộm màu: Có nhiều những quy trình nhuộm và hoàn tất đã được áp dụng trong công nghiệp dệt. Những quy trình này phụ thuộc vào thiết bị sử dụng, và loại vải và vật liệu dệt. + Vải dệt kim: Hình 8 là sơ đồ của quá trình nhuộm vải PTT với thuốc nhuộm có năng lượng thấp. Giống như PET, sử dụng thuốc nhuộm phân tán. Nhiệt độ nhuộm yêu cầu là 100 – 110oC. Để có được tính chất co giãn tốt hơn yêu cầu xác định nhiệt độ cho quá trình định hình trước. Quá trình làm mềm xơ và chất làm mềm vải có thể được thực hiện trên vải ®· ®−îc định hình nhiệt và nhuộm. Sau 9 đó vải được định hình hoàn tất ( tại nhiệt độ thấp hơn hoặc bằng nhiệt độ định hình trước đó). Điều kiện nhuộm và hoàn tất được mô tả trên Hình 7 Nấu (không bắt buộc) Nhuộm Làm bóng (không bắt buộc) Định hình trước (T1) Định hình nhiệt (T2) Làm mềm Định hình hoàn tất (T3) Hình 7: Mô tả quy trình nhuộm và hoàn tất cho vải dệt kim PTT Chú ý: T1 > T2 > T3 Hình 8: Nhiệt độ và chu trình nhuộm cho xơ PPT sử dụng thuốc nhuộm phân tán năng lượng thấp + Vải dệt thoi: Giống như PET. Nhìn chung quá trình rũ hồ và nấu có thể yêu cầu đối với vải dệt thoi PTT. Quy trình nhuộm tương tự như đối với vải dệt kim. Quá trình làm mềm và định hình nhiệt trước có thể không cần thiết nhưng định hình hoàn tất vẫn bắt buộc. Quá trình nhuộm và hoàn tất đặc trưng cho vải PTT được mô tả trên Hình 9. Dựa trên sự đánh giá của hãng Shell đối với sản phẩm thảm. Vải từ PTT có khả năng chống dây màu rất tốt. 10 Nấu Làm bóng (không bắt buộc) Nhuộm Định hình trước (T1. Không bắt buộc) Định hình nhiệt (T2) Làm mềm ( không cần thiết) Định hình hoàn tất (T3) Hình 9: Mô tả quy trình nhuộm và hoàn tất cho vải dệt thoi PTT. Kết luận Nhờ khả năng đàn hồi và mềm mại, xơ PTT filament và stapen hoàn toàn thích hợp để dệt vải dệt kim và dệt thoi, từ đó may ra sản phẩm, đặc biệt là độ giãn cao và cảm giác sờ tay mềm mại như mong muốn. Áp suất , nhiệt độ nhuộm thấp và khả năng chèng l·o ho¸ tốt là những ưu điểm của PTT. Polyme PTT cũng tạo ra một loại xơ rất thành công trong ứng dụng sản xuất vải không dệt. Vải không dệt PTT có thể được tạo ta từ xơ stapen (một thành phần hay xơ pha) bằng kĩ thuật xuyên kim và liên kết rối hydro. Vải không dệt PTT cũng có thể làm từ quá trình kết dính hay thổi lỏng. Sản phẩm giả da PTT có thể làm từ xơ siêu mảnh. Hơn nữa, khả năng chống tia gama và đặc tính mềm mại chính là hai ưu điểm chính trong các sản phẩm không dệt có nguồn gốc từ PTT polyme. I.3 ĐẶC TÍNH CỦA SỢI PTT I.3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG Bảng 4 :Đặc tính kỹ thuật của một số x¬ tổng hợp đặc trưng Loại xơ PTT PET truyền thống PBT Nylon 66 Độ bền tương đối (cN/dtex) 3,4 - 3,7 3,7 – 4,4 43,5 4,1 - 4,5 Độ giãn đứt (%) 36 - 42 30 - 38 38 32 - 44 23 97 23 31 Modul young ban đầu (cN/dtex) Phục hồi co giãn từ độ giãn 20% (%) Khối lượng riêng 88 29 40 62 1,34 1,38 1,34 1,14 Độ ẩm trên xơ (%) Độ co trong nước sôi (%) 0,4 14 0,4 7 0,4 15 4,5 13 11 Điểm nóng chảy (oC) Nhiệt độ hóa thủy tinh (oC) Chống chịu thời tiết 230 51 Giảm bền không đáng kể Vàng Chống «xy ho¸ (đối với, không vanilin, giặt khô) đáng kể 254 69 230 25 Giảm Giảm bền bền không đáng không kể đáng kể Vàng Vàng không không đáng kể đáng kể 253 76 Giảm phần nào độ bền, bị vàng ở một số điều kiện Bị vàng ở một số những điều kiện Ưu điểm chung của xơ sợi PTT - Là loại xơ có nhiều tính chất vượt trội so với các loại xơ hoá học khác (PES, nylon, acrylic...). - PTT có tính chất tương tự như nylon, acrylic, nhưng mềm mại hơn - Sản phẩm lâu cũ, giữ được vẻ đẹp lâu - Có thể pha với các loại xơ khác - Thích hợp khi sử dụng cùng với sợi spandex - Bền vững dưới tác dụng hoá học. - Cảm giác sờ tay giống như len - Sạch, khó bám bẩn - Dễ giặt sạch, không cần dùng các loại hoá chất tẩy bẩn mạnh. Tính chất cơ lý - Có tính co giãn tốt - Độ đàn hồi tốt, giãn và khôi phục hình dạng ban đầu tốt. - Mềm mại, bền - Ít nhàu - Có thể tạo đường là gấp bằng nhiệt. Màu sắc - Màu tươi sáng, rực rỡ. - Cảm quang: nhìn thấy luôn mới và đẹp. - Bền màu: bền màu dưới tác dụng ánh sáng và các tác nhân khác. - Nhuộm hoặc in hoa bằng thuốc nhuộm phân tán. - Nhuộm được nhiều màu sắc, dải màu rộng. - Nhuộm được ở nhiệt độ thấp, nhuộm ở áp suất thường. Ứng dụng Sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong nhiều mục đích: - Thảm, trang trí nội thất ô tô, nhà 12 - Vải rèm, bọc đệm, ga gối - Chỉ may, chỉ thêu - Hàng không dệt - Hàng may mặc: sản phẩm may mặc thông thường, đồ bơi, đồ thể thao, đồ lót. I.4. SẢN PHẨM THƯƠNG MẠI Thị trường sản phẩm PTT ngày càng mở rộng và nhu cầu sử dụng cũng tăng nhanh chóng. Thống kê cho thấy năm 2006 hãng Degussa (Đức) có sản lượng PDO (đi từ quá trình hydrat hóa acrolein) là 10.000 tấn/năm và cung cấp cho thị trường Calorina (Mỹ) để sản xuất PTT bông nhồi. Hãng Shell tại Louisiana (Mỹ) sản xuất khoảng 72.000 tấn/năm PDO (đi từ oxo hóa EO/EG) cho thị trường PTT Canada chủ yếu sản xuất các mặt hàng thảm và quần áo. Dupont với sản lượng 50.000 tấn/năm PDO (từ quá trình lên men ngô) cung cấp cho thị trường Mỹ và trung Quốc để sản xuất PTT. [ theo tin Dupont] Nhu cầu PTT trên thế giới Nhu cầu PTT ở Châu Á Hình 24: Nhu cầu PTT trên thế giới và Châu Á Các sản phẩm thương mại trên thị trường như: Corterra các loại, Espon (espon stretch, espon cool ), Sorona (đi từ bột ngô), EDR (PTT stapen đồng thể), ECL (PTT stapen đông thể có chức năng quản lý ẩm), ESR (PTT co giãn lưỡng phần), ESH (PTT rỗng), ISOL- E (cấu trúc lõi vỏ). Các sản phẩm nói trên có những chức năng khác nhau và đáp ứng trong các ứng dụng khác nhau với những đặc tính mới: quản lý ẩm, làm mát và khô nhanh, chống tia tử ngoại và tia gamma, chống vi khuẩn nấm mốc, tự làm sạch… 13 Quy trình sản xuất PTT Sorona đi từ ngô 1- Trong tương lai ngoài nguyên liệu là ngô còn có thể là những nguyên liệu như lúa mì, cỏ và gạo cũng được sử dụng. 2- Tách triết đường từ nhân và tinh bột ngô, Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu tách triết gluco từ thân cây ngô hay rơm rạ. 3- Quá trình lên nem: chuyển đường thành các monome. Gluco được đưa vào thùng lên men có chưa khuẩn biến đổi gen E.coli, nước và các khoáng chất. Vi khuẩn ăn đường và bài tiết ra các đơn phân tử PDO. Qua quá trình chưng cất PDO được tách khỏi nước và làm sạch, PDO lúc này có dạng lỏng nhớt không màu trong xuốt. 4- Chuyển monome thành polyme: chất hóa học PDO là một dạng monome được đưa đến nhà máy trộn lẫn và polyme hóa với chất có nguồn gốc từ dầu mỏ là monome PTA (axit terephtalic). Polyme được tổng hợp thành chuỗi dài sau đó được cắt thành các viên nhỏ. 5- Tạo ra xơ và vải: Các chip polyme được đưa đến nhà máy dệt để kéo thành sợi. Từ sợi dệt thành vải và làm thảm. I.5. PTT CHỨC NĂNG 1.5.1.. PTT cool: Có những đặc tính cũng giống PTT thường nhưng đặc trưng nổi bật của PTT-COOL là tính quản lý ẩm với cấu trúc hình học sau : Hình 25: Cấu trúc hình học của xơ PTT-COOL 14 Hình 26 : Biểu thị khả năng hút ẩm của xơ PTT –COOL so với xơ b«ng và xơ polyester X¬ sîi PTT- COOL ®−îc s¶n xuÊt ra mÆt hµng phôc vô cho quÇn ¸o thÓ thao; v¶i dÖt kim; ¸o kho¸c ngoµi … 1.5.2. PTT Stretch: *Hình ảnh mặt cắt ngang sợi PTT stretch *Hình ảnh sợi PTT stretch *Một số nghiên cứu ở nước ngoài: Quá trình sản suất vải dệt kim có độ co giãn và đàn hồi cao từ nguyên liệu PPT. Đặc biệt hơn, nghiên cứu này liên quan tới sự kết hợp của cấu trúc vải mới, điều kiện và phương pháp nhuộm hoàn tất để sản xuất loại vải này. Việc ứng dụng của xơ PTT trong ngành dệt đang được phát triển. Người ta mong muốn tạo ra vải dệt kim có độ đàn hồi cao từ PTT. Cấu trúc dệt vải 15 truyền thống cũng như điều kiện và phương pháp nhuộm hoàn tất áp dụng cho xơ sợi PET không áp dụng được với PTT. Người ta đã nhận thấy rằng: Có sự khác biệt hơn khi xử lý dệt vải, phương pháp và điều kiện nhuộm hoàn tất để đạt được sản phẩm PTT có độ co giãn, đàn hồi cao. Tóm tắt Phát minh Phát minh này liên quan đến Quá trình sản suất vải dệt kim có độ co giãn và đàn hồi cao từ nguyên liệu PTT bao gồm: ATạo ra sợi tectua có độ giãn đứt từ 30-60%, tốt nhất 35-55%. Theo các bước như sau: 1- kéo sợi từ polyme PTT thành sợi có định hướng hoàn toàn 2- Tạo tectua sợi trong máy xoắn giả với tỉ lệ kéo 1,05-2,0. tốt nhất là 1,151,5, và nhiệt độ xử lý là 50-200oC, tốt nhất là 130-180oC, dùng nhiệt tiếp xúc hoặc không tiếp xúc. B- Dệt vải trong máy dệt kim intermeshing trong khi đó chiều dài mũi kim là 22cm/100 mũi – 26 cm/100 mũi. CNấu vải theo quy trình sau: 1- Đưa vải vào máy nhuộm đã có nước ở 30 -40oC xử lý 12-15 phút 2- Bổ xung 0,5 -1,5% chất tẩy dầu 3- Nâng nhiệt tới 100oC với tốc độ nâng nhiệt 1-2,5oC/phút. 4- Xử lý trong thời gian 5-10 phút DSấy vải 1- Trên máy sấy rung với tốc độ băng tải 13 -23 m/phút, ở nhiệt độ 8898oC với thời gian 52-62 giây, hoặc 2- Trên máy văng sấy với tốc độ 13 -23 m/phút, ở nhiệt độ 135- 145oC với E- thời gian 52-62 giây Nhuộm vải ở áp suất thường bằng thuốc nhuộm phân tán theo quy trình tăng nhiệt như sau: 1- Gia nhiệt từ 25oC tới giới hạn trên 44-54oC với tốc độ 1-2,5oC/phút. 2- Gia nhiệt từ 44-54oC tới 55- 65oC với tốc độ 1-2,5oC/phút 3- Gia nhiệt từ 55- 65oC tới 105-115oC với tốc độ 1-2oC/phút 4- Giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 30-50 phút FHoàn tất theo quy trình sau: 1- Làm lạnh tới 88- 98oC với tốc độ 1-2oC/phút 16 2- Cho chất khử vào để giặt trong khoảng thời gian 3-7 phút 3- Làm lạnh tới 55- 65oC với tốc độ 1-2,5oC/phút 4- Giặt vải ở nhiệt độ phòng 10-20 phút 5- Trung hòa bằng 0,25- 0,75% axit hữu cơ yếu 6- Nâng nhiệt tới 44-54oC với tốc độ 1-2,5oC/phút và giữ ở nhiệt độ này 515 phút 7- Giặt vải ở nhiệt độ 34-44oC trong thời gian 5-10 phút 8- Ra vải G- Sấy vải 1- Trên máy sấy rung với tốc độ băng tải 13 -23 m/phút, ở nhiệt độ 8898oC với thời gian 52-62 giây, hoặc 2- Trên máy văng sấy với tốc độ 13 -23 m/phút, ở nhiệt độ 135- 145oC với thời gian 52-62 giây Mô tả chi tiết của nghiên cứu Việc quan trọng là PTT được kéo tectua trong máy tectua có xoắn giả với tỉ lệ kéo 1,05-2, tốt nhất là 1,15 -1,5 và nhiệt độ xử lý là 50-200oC, tốt nhất là 130-180oC, dùng nhiệt tiếp xúc hoặc không tiếp xúc. Hơn nữa, vải được dệt trong máy dệt kim intermeshing với chiều dài mũi kim là 22cm/100 mũi – 26 cm/100 mũi. PTT có thể được dệt kim hoặc dệt thoi tạo ra nhiều cấu trúc vải khác nhau. Khả năng ứng dụng của xơ sợi PTT gần giống với các xơ khác như PET và Nylon. PTT có thể được sử dụng để làm sợi ngang hoặc cả sợi dọc. Tính chất vải phụ thuộc vào sức căng dệt và điều kiện hoàn tất, dựa trên những mục tiêu cụ thể. PTT có thể được ứng dụng trong dệt kim. Tính chất vải phụ thuộc vào sức căng dệt và chiều dài mũi kim cũng như điều kiện hoàn tất. Ví dụ vải interlock đưa ra dưới đây: Mỗi loại vải có những đặc tính kĩ thuật và phương pháp xử lý riêng, PTT thể hiện đặc tính mềm mại, xốp và cảm giác sờ tay dễ chịu. Để đạt được điều đó phải tính toán cho cấu trúc dệt phù hợp và phương pháp hoàn tất. Những yếu tố đó là: 17 - Vải nên được thiết kế tính đến độ co của xơ PTT. Xơ tectua PTT sẽ có độ co hơn 40% ở 100oC (duỗi xơ) và đặt độ co cho xơ 0-40%. Sự co này sẽ xảy ra khi vải được hoàn tất và nhuộm, điều đó phải tính đến trong thiết kế dệt. Những đặc tính mong muốn sẽ không có được khi không tính đến độ co này. Ví dụ: nếu vải dệt kim có độ co 40% và vải được hoàn tất mà không giãn khổ, vải sẽ chết và trở nên cứng. - Nếu sức căng vải dệt kim và dệt thoi quá cao, sẽ gây ra quá co trong vải. ở một vài cấu trúc xơ sẽ khóa lẫn vào nhau và không thể giãn ra được. - Nhiệt độ vượt quá 140oC cũng nên thận trọng và có thể làm mất đi những tính chất lâu dài trong xơ PTT trên sản phẩm vải. - Nhiệt độ nhuộm không nên quá 140oC. Nhìn chung 110oC là thích hợp nhất. Xơ pha PTT và PET có thể cần nhiệt độ cao hơn một chút. - Phải chú ý trong khi nhuộm không để vải bị căng quá. Máy nhuộm Jet có xu hướng tạo ra ít sự phá hủy vòng sợi Cấu trúc interlock là cách tốt nhất để đạt được độ co giãn và cảm giác sờ tay mềm mại cho vải PTT. Vải interlock được thiết kế với 70/30 DTY. DTY bản thân có độ co 44% trong nước sôi. Độ bền 3 g/D và độ giãn đứt 35%. Một số máy dệt kim được sử dụng đó là : A32, 28, 24cut. Máy 28 cut dệt vải có độ mềm mại nhất với sức căng dệt bình thường. Điều lưu ý đặc biệt đối với chiều dài kim xuyên vào vải (không phải chiều dài bước kim). Khi tăng kích thước này vải tạo ra mềm hơn. Có rất ít các thông số dệt kim có thể thay đổi. Loại sơi DTY thực chất quyết định tính chất cuối cùng của vải. PTT sử dụng thuốc nhuộm phân tán giống như PET. Cần thiết có chất tải để cho quá trình ngấm thuốc nhuộm vào vải PET được tốt, nhưng chất tải không cần thiết cho việc nhuộm PTT. Và cũng không cần nhiệt độ quá cao và áp suất cao. Tốc độ nhuộm PTT với thuốc nhuộm phân tán tương tự như PET, mặc dù nhiệt độ nhuộm PTT chỉ 100oC so với nhiệt độ 130 -140oC khi nhuộm PET. Phân tử thuốc nhuộm có nhiều kích cỡ khác nhau. Phân tử thuốc nhuộm lớn hơn sẽ cần phải có năng lượng lớn hơn để có thể đi sâu vào trong xơ sợi. Trên đây là những điều kiện đối với thuốc nhuộm năng lượng thấp. Thuốc nhuộm năng lượng cao hay trung bình có thể cần tăng thêm 10oC để đạt được mức độ thâm nhập tốt hơn vào trong xơ PTT. 18 Lượng sử dụng của thuốc nhuộm phân tán để nhuộm được các cường độ màu khác nhau cũng tính toán theo nồng độ % so với nguyên liệu. Khuyến cáo sử dụng nhiệt độ 100-110oC. Nhiệt độ trên 110oC cũng sẽ không có được sự tận trích cao hơn. Nhiệt độ cao hơn sẽ không làm quá trình thâm nhập thuốc nhuộm nhanh hơn. Có 2 điểm uốn đó là ở nhiệt độ 80oC và 95oC. Quá trình nhuộm có thể bắt đầu ở nhiệt độ thường, tăng dần với tốc độ 3 C/ phút tới nhiệt độ nhuộm yêu cầu và duy trì ở nhiệt độ nhuộm 20 - 40 phút. Sau khi nhuộm vải được giặt sạch tới khi không còn thuốc nhuộm dư trên bề o mặt để đạt được độ bền màu. Quá trình giặt khử rất quan trọng (xem dưới đây), đặc biệt đối với những thuốc nhuộm khi không nắm bắt được bản chất tương tác với xơ PTT. Độ pH 7 có thể áp dụng cho tất cả các thuốc nhuộm phân tán. Để điều chỉnh pH đảm bảo sự ổn định của dung dịch nhuộm có thể sử dụng axit acetic hoặc kết hợp muối natri axetat tạo độ pH axit. Tốc độ nâng nhiệt của quá trình nhuộm khuyến cáo nên tăng từ 5-10oC/ phút đối với nhiệt độ dưới 70oC; 35oC/phút đối với 70-80oC; 1-2oC/phút từ 80-100oC với thuốc nhuộm năng lượng thấp và 80-110oC với nhóm thuốc nhuộm năng lượng trung bình, cao. Nhiệt độ nhuộm khuyến cáo cho PTT với thuốc nhuộm phân tán năng lượng thấp là 100oC, cho thuốc nhuộm năng lượng cao và trung bình là 110oC. Nhiệt độ thấp hơn 100oC sẽ cho hiệu quả tận trích kém; nhiệt độ trên 110oC sẽ không làm tăng hiệu quả tận trích. Có 2 khoảng nhiệt độ tạo ra sự tận trích thuốc nhuộm đáng kể là 70-80oC và 95-100oC. Ở nhiệt độ dưới 60oC thuốc nhuộm chỉ hấp thụ một lượng nhỏ trên bề mặt xơ sợi. Giá trị pH 7 được khuyến cáo cho nhuộm PTT bằng thuốc nhuộm phân tán. Hầu hết dung dịch của các thuốc nhuộm phân tán trong khoảng pH từ 4-9 đều có độ ổn định tốt, nên không cần điều chỉnh pH cho nhuộm PTT. Thậm chí khi độ pH kém ổn định ở nhiệt độ nhuộm cao cũng không cần phải điều chỉnh độ pH, vì PTT có khả năng nhuộm nhiệt độ thấp. Những chất trợ trong dung dịch nhuộm bao gồm: - Chất phân tán. - Chất bôi trơn. - Chất càng hóa. - Chống tạo bọt/ khử bọt. - Chất đều màu. 19