Tài liệu Đồ án thiết kế dây chuyền nhuộm và hoàn tất vải dệt thoi từ polyeste pha len công suất 5000 tấnnăm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN DỆT MAY – DA GIẦY & THỜI TRANG   ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN NHUỘM VÀ HOÀN TẤT VẢI DỆT THOI TỪ POLYESTE PHA LEN CÔNG SUẤT 5000 TẤN/NĂM Giáo viên hướng dẫn: TS. Đoàn Anh Vũ Sinh viên thực hiện: Dương Thị Thơm Lớp: Vật liệu và Công nghệ hóa dệt Khóa: K59 (2014 – 2019) Hà Nội, 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN DỆT MAY – DA GIẦY & THỜI TRANG   ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN NHUỘM VÀ HOÀN TẤT VẢI DỆT THOI TỪ POLYESTE PHA LEN CÔNG SUẤT 5000 TẤN/NĂM Giáo viên hướng dẫn: TS. Đoàn Anh Vũ Sinh viên thực hiện: Dương Thị Thơm Lớp: Vật liệu và Công nghệ hóa dệt Khóa: K59 (2014 – 2019) Hà Nội, 2017 1 MỤC LỤC MỤC LỤC.........................................................................................................................1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.....................................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..........................................................................................5 1.1 Tổng quan về nguyên vật liệu.....................................................................................7 1.1.1 Xơ Polyeste (PET)...........................................................................................7 1.1.1.1 Khái quát quá trình sản xuất.....................................................................7 1.1.1.2 Đặc điểm về cấu trúc của xơ PET............................................................8 1.1.1.3 Tính chất cơ lý của xơ PET......................................................................9 1.1.1.4 Tính chất hóa học của xơ PET..................................................................9 1.1.1.5 Tính chất sinh học của xơ len.................................................................11 1.1.1.6 Ứng dụng vải polieste.............................................................................11 1.1.2 Xơ len (Wool)................................................................................................11 1.1.2.1 Đặc điểm cấu tạo của xơ len...................................................................12 1.1.2.2 Cấu trúc vật lý của xơ len.......................................................................13 1.1.2.3 Tính chất vật lý của xơ len [2]................................................................14 1.1.2.4 Tính chất hóa học của xơ len..................................................................15 1.1.2.5 Tính chất sinh học của xơ len.................................................................17 1.1.2.6 Ứng dụng của vải len..............................................................................17 1.2 Tổng quan về vải dệt thoi và vải polieste pha len dệt thoi.......................................17 1.2.1 Tổng quan về vải dệt thoi..............................................................................17 1.2.1.1 Định nghĩa vải dệt thoi.........................................................................17 1.2.1.2 Đặc trưng cấu tạo của vải dệt thoi [7]................................................17 1.2.1.3 Tính chất của vải dệt thoi.....................................................................21 1.2.1.4 Một số vải dệt thoi [8]............................................................................21 1.2.2 Khái quát về vải Polieste pha len..................................................................24 1.2.2.1 Mục đích của việc phối trộn polieste pha len.........................................24 1.2.2.2 Đặc điểm, tính chất của vải PET/Wool dệt thoi.....................................24 1.2.2.3 Sản phẩm và thị trường tiêu thụ vải polieste pha len [11,12]................25 1.2.2.4 Cơ hội phát triển của vải PET/Wool dệt thoi.........................................26 GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 2 1.3 Tổng quan về công nghệ TXL, nhuộm và hoàn tất vải PET/Wool dệt thoi.............27 1.3.1 Tổng quan về công nghệ tiền xử lý vải dệt thoi [2,3]...................................27 1.3.1.1 Kiểm tra, phân loại, khâu đầu tấm..........................................................27 1.3.1.2 Đốt đầu xơ...............................................................................................27 1.3.1.3 Giặt..........................................................................................................28 1.3.1.4 Cacbon hóa..............................................................................................28 1.3.1.5 Xử lý nhiệt ẩm cho thành phần len.........................................................28 1.3.1.6 Cán mịn...................................................................................................29 1.3.1.7 Tẩy trắng.................................................................................................29 1.3.1.8 Ổn định nhiệt cho thành phần polieste...................................................30 1.3.2 Tổng quan về kỹ thuật nhuộm vải polieste pha len dệt thoi.........................31 1.3.2.1 Công nghệ nhuộm tận trích....................................................................31 1.3.2.2 Công nghệ nhuộm liên tục......................................................................32 1.3.2.3 Công nghệ nhuộm bán liên tục...............................................................33 1.3.2.4 Cơ sở chọn thuốc nhuộm phù hợp..........................................................33 1.3.3 Tổng quan về công nghệ hoàn tất vải PET/Wool dệt thoi............................36 1.3.3.1 Tách nước................................................................................................36 1.3.3.2 Sấy khô vải..............................................................................................37 1.3.3.3 Văng sấy định hình (Hồ hoàn tất)..........................................................37 1.3.3.4 Kiểm tra thành phẩm............................................................................38 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VẢI PET/LEN DỆT THOI CÔNG SUẤT 5000 TẤN/NĂM..................................................................39 2.1 Lựa chọn cơ sở thiết kế.............................................................................................39 2.1.1 Chọn chế độ làm việc....................................................................................39 2.1.2 Chọn mặt hàng sản xuất................................................................................39 2.1.3 Lập kế hoạch sản xuất các loại sản phẩm.....................................................40 2.2 Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất..................................................................42 2.2.1 Lựa chọn dây chuyền công nghệ...................................................................42 2.2.2 Lựa chọn công nghệ.......................................................................................43 2.3 Kết luận.....................................................................................................................45 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KỸ THUẬT, KINH TẾ, XÂY DỰNG............................46 GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 3 3.2 Tính diện tích kho mộc...................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................51 GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.3 Tình hình sản xuất, sản lượng và giá thành sản phẩm trên thị trường [5,6] GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thiết diện xơ polieste.........................................................................................8 Hình 1.2 Ngoại quan xơ polieste......................................................................................8 Bảng 1.1 Tính chất hóa lý của PET................................................................................10 Bảng 1.2 Các thành phần hóa học trong len...................................................................12 Hình 1.3 Cấu tạo keratin.................................................................................................12 Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc vật lý của xơ len......................................................................13 Hình 1.5 Cấu tạo các lớp của xơ len theo ngang và dọc................................................13 Hình 1.6 Kiểu dệt vân điểm............................................................................................18 Hình 1.7 Kiểu dệt vân chéo............................................................................................19 Hình 1.8 Kiểu dệt vân đoạn............................................................................................19 Hình 1.9 Sơ đồ xác định độ chứa đầy thẳng của vải......................................................20 Hình 1.10 Vải lụa Chiffon nhún, dập vân nổi................................................................21 Hình 1.11 Vải lụa hai da.................................................................................................22 Hình 1.12 Vải satin và cấu trúc vải satin........................................................................22 Hình 1.13 Vải kaki..........................................................................................................22 Hình 1.14 Khăn tay bằng vải lanh..................................................................................23 Hình 1.15 Vải Kate.........................................................................................................23 Hình 1.16 Sản phẩm vải Denim......................................................................................24 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất, sản lượng và giá thành sản phẩm trên thị trường [9,10] 26 Hình 1.17 Vải trước và sau khi đốt đầu xơ.....................................................................28 Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật của sản phẩm.............................................................39 Bảng 2.2 Bảng phân bố mặt hàng sản xuất....................................................................40 GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 6 LỜI MỞ ĐẦU Ngành dệt may Việt Nam trong nhiều năm qua luôn là một trong những ngành xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Với sự phát triển của công nghệ kĩ thuật, đội ngũ lao động có tay nghề ngày càng chiếm tỉ lệ lớn và sự ưu đãi từ các chính sách nhà nước, ngành dệt may đã thu được nhiều kết quả đáng khích lệ, vừa tạo ra giá trị hàng hòa, vừa đảm bảo nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Hiện nay, ngành dệt may Việt Nam đang có những bước phát triển mới đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế. Các sản phẩm đã có chất lượng ngày một tốt hơn, và được nhiều thị trường khó tính như Hoa Kỳ, EU, và Nhật Bản chấp nhận. Việc sử dụng nguyên liệu dệt có giá trị cao, thiên nhiên cũng như nhân tạo, cùng nhằm mục đích tạo cho sản phẩm có giá trị sử dụng và giá trị gia tăng cao. Trong các mặt hàng thường xuyên xuất khẩu đi các thị trường quốc tế, các mặt hàng dệt may dệt thoi có một ý nghĩa đáng kể và mặt hàng vải Polieste pha len đang rất được quan tâm sản xuất ngày càng nhiều và phổ biến trên thế giới. Đồ án “Thiết kế dây chuyền nhuộm và hoàn tất vải dệt thoi từ Polieste pha len với công suất 5000 tấn/năm” mong rằng sẽ có thể vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và có thêm kinh nghiệm, trao đổi học hỏi nâng cao trình độ chuyên môn. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô trong trong Bộ môn Vật liệu và Công nghệ Hóa dệt của trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức cho chúng em. Với vốn kiến thức tiếp thu được đã là nền tảng cho chúng em tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành tốt đồ án thiết kế này. Người không thể không kể đến là giảng viên TS. Đoàn Anh Vũ, người đã luôn tận tình quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án thiết kế này. Do trình độ hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bài báo cáo còn có những thiếu sót, em rất mong nhận được sự quan tâm và đóng góp nhiệt tình của quý thầy cô để giúp em hoàn thiện bản báo cáo này! Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Dương Thị Thơm GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên vật liệu 1.1.1 Xơ Polyeste (PET) Xơ polieste được sản xuất đầu tiên ở Anh vào năm 1950 với tên gọi là terylen. Sau đó được sản xuất ở các nước khác với các tên gọi như: Dacron, Vicron, Kodel, Teron, Portel (Mỹ); tetoron, toroy (Nhật Bản); Lanon, grisuten, trevira, testralon (CHLB Đức); tergal (Pháp); Láp-xan, Melan (liên xô cũ),… Đến nay có hơn 30 nước với gần 100 hãng sản xuất xơ polieste. Do đó có nhiều tính chất quý nên vài chục năm gần đây xơ polieste có nhịp điệu phát triển đứng đầu so với các loại xơ tổng hợp khác. [1,2] 1.1.1.1 Khái quát quá trình sản xuất Nguyên liệu ban đầu để sản xuất nhựa polieste dùng cho kéo sợi là axit tereftalic và etylenglycol. Vì axit tereftalic khó hòa tan trong nhiều dung môi hữu cơ, nên nhiều hãng dùng đimetyl- tereftalat để đa tụ nhựa. Quá trình đa tụ nhựa từ đimetyl- tereftalat và etylenglycol được tiến hành ở 270-280oC dưới áp suất rất thấp. Sau đó đa tụ xong nhựa được làm nguội, nghiền thành cục nhỏ, rửa sạch những monome không tham gia phản ứng, sấy khô và chuyển sang nhà máy keó sợi. Đối với kiểu xơ Dacron, lap-xan: Ngoài etylenglycol người ta còn dùng butylen glycol để đa tụ với axit tereftalic. Để hình thành xơ người ta gia nhiệt cho nhựa polieste chảy lỏng và ép qua file qua nguyên tắc của phương pháp sấy khô. Trong khi gia nhiệt luôn cần phải giữ cho nhiệt độ luôn trong khoảng 270-275oC, vì nếu nhiệt độ tăng đến 285oC thì polieste sẽ bị nhiệt hủy. Xơ polieste cũng được sản xuất ở dạng xơ đơn, xơ xtapen và sợi phức. Sau khi hình thành, xơ polieste được kéo giãn, ổn định nhiệt, bôi trơn và đánh ống. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 8 1.1.1.2 Đặc điểm về cấu trúc của xơ PET Đặc điểm cấu trúc: Hình 1.1 Thiết diện xơ polieste. Do hai monome ban đầu để tạo polieste kéo sợi đều là những hợp chất có tính đối xứng cao, chúng kết hợp với nhau trong mạch đại phân tử theo một trình tự luân phiên đều đặn để tạo ra mắt xích. Cấu trúc phân tử của một mắt xích PET Bởi vậy đại phân tử của polieste thể hiện tính bất đối rất cao giữa chiều dọc và ngang. Mặt khác các nhóm (-CO - C6H4 – CO-) kém linh động, khó quay tự do, các nhân thơm hầu như được phân bố trong cùng một mặt phẳng trong mạch, làm cho các đại phân tử polieste kém linh động, dễ kết bó chặt với nhau. Ngoài ra các nhóm este do liên hợp với nhân thơm nên có độ phân cực lớn. Đặc điểm hình thái xơ polieste: Những đặc điểm trên làm cho cấu trúc mạch polieste rất đều đặn, ít gấp khúc, không phân nhánh và có độ định hướng cao với trục xơ. Cũng vì lý do đó, chúng nằm rất sát nhau tạo nên các vùng vi kết tinh bền vững làm cho độ bền của xơ tăng lên, đồng thời làm xơ càng khó nhuộm. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ Hình 1.2 Ngoại quan xơ polieste. SVTH: Dương Thị Thơm 9 1.1.1.3 Tính chất cơ lý của xơ PET Xơ có khối lượng riêng trung bình 1,38 g/cm3(cao hơn của poliamit). Do chứa ít nhóm ưa nước, lại có cấu trúc chặt ché nên xơ polieste có hàm ẩm rất thấp, ở điều kiện tiêu chuẩn hàm ẩm của xơ chỉ bằng 0,4%.Vì hàm ẩm rất thấp nên có khả năng cách điện cao và đồng thời dễ tích điện gây khó khăn trong quá trình dệt. Xơ polieste là xơ tổng hợp có độ bền cao. Độ bền đứt của nó tương đương với xơ poliamit, với các loại sợi xe đạt đến 60-70 km. Do cấu hình của mạch đại phân tử có hình zic zắc giống như của cao su nên polieste có khả năng đàn hồi rất lớn và modun đàn hồi cao. Khả năng đàn hồi, phục hồi về dạng ban đầu lớn như vậy nên đảm bảo cho các sản phẩm dệt từ xơ polieste giữ được hình dạng bề mặt, ít bị nhàu sau mỗi lần giặt, giữ nếp sau khi là. Độ bền với tác dụng của nhiệt và ánh sáng: Do trong mạch đại phân tử của xơ polieste có chứa các nhân thơm nên độ bền nhiệt của nó vượt xa các xơ khác (trừ tetrafloroetylen). Khi chịu nhiệt ở 150oC trong 1000 giờ liền độ bền của xơ polieste chỉ giảm 50%, trong khi đó cũng ở nhiệt độ này chỉ trong 200-300 giờ nhiều xơ khác đã bị phá hủy hoàn toàn. Ở 235oC xơ polieste mất độ định hướng của các đại phân tử và ở 265oC xơ bị nóng chảy, đến 275oC xơ bắt đầu bị phá hủy. Vì vậy các loại vải từ polieste chỉ được phép là ở dưới 235oC. Cũng như các xơ dệt khác, xơ polieste cũng bị giảm bền dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, nhất là khi chịu tác dụng của các tia có bước sóng trong khoảng 200300µm.[2] 1.1.1.4 Tính chất hóa học của xơ PET Độ bền với axit: Xơ polieste tương đối bền với tác dụng của axit. Hầu hết các axit vô cơ và hữu cơ với nồng độ không cao lắm ở nhiệt độ thường đều không ảnh hưởng đến độ bền của xơ polieste, chỉ trên khoảng 70oC với nồng độ axit cao (H2SO4 trên 70%, HNO3 trên 60%) xơ polieste mới bị axit phá hủy từng bộ phận. Độ bền với kiềm: Xơ polieste kém bền với tác dụng của kiềm. Khi đun sôi lâu trong xút 1% xơ polieste đã bị thủy phân. Trong dung dịch xút 40%, KOH 50% ở nhiệt độ thường xơ bị phá hủy mạnh, ở nhiệt độ sôi xơ bị phá hủy hoàn toàn; sở dĩ xơ GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 10 polieste kém bền kiềm như vậy là do trong mạch phân tử của chúng có chứa các nhóm este dễ bị phá hủy. Độ bền với chất khử và chất oxi hóa: Với các chất khử và chất oxi hóa xơ polieste cũng tương đối bền. Thí dụ khi gia công xơ bằng dung dịch NaClO chứa 5g/l Clo hoạt động với trị số pH= 7-10 ở nhiệt độ trong vòng 1 tuần lễ, độ bền của xơ không thay đổi đáng kể, hoặc khi chịu tác dụng của dung dịch Na 2S2O4 ở 80°C trong vòng 3 ngày độ bền của xơ cũng không thay đổi. Độ bền với dung môi hữu cơ: Xơ polieste bền với các dung môi thông thường như: axeton, benzen, tetraclorua cacbon, toluen, rượu,… Bảng 1.1 Tính chất hóa lý của PET PET Công thức phân tử (C10H8O4)n Tỷ trọng vô định hình 1,380 g/cm3 Tỷ trọng kết tinh 1,445 g/cm3 Môđun Young (E) 2800 – 3100 MPa Cường độ chịu kéo (σt) 55 – 75 MPa Giới hạn co giãn 50 – 150 % Kiểm tra mức độ 3,6 kJ/m2 Nhiệt độ thủy tinh học 75oC Nhiệt độ nóng chảy 265oC Độ rắn 170oC Đặc tính dẫn nhiệt 0,24 W/(m.K) Hệ số mở rộng tuyến tính 7 x 10-5 / K Nhiệt dung riêng 1,0 kJ/(kg.K) Độ hấp phụ nước 0,16 Hệ số khúc xạ 1,5750 Độ nhớt GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ 0,6 dl/g SVTH: Dương Thị Thơm 11 1.1.1.5 Tính chất sinh học của xơ len Độ bền với vi sinh vật: Xơ polieste rất bền với tác dụng của vi sinh vật và nấm mốc. Nó cũng dễ dàng được nhuộm màu và không bị hủy hoại bởi nấm mốc. 1.1.1.6 Ứng dụng vải polieste Có bốn dạng sợi polyeste cơ bản là sợi filament, xơ, sợi thô, và fiberfill. Với filament, mỗi sợi đơn lẻ tham gia cấu tạo của sợi polyeste là dài liên tục, dạng sợi này dùng để sản xuất các loại vải có bề mặt nhẵn. Với xơ, sợi filament được cắt ngắn với những độ dài định trước do đó có thể dễ dàng hơn để pha trộn với các loại sợi khác. Polyeste được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất các loại sản phẩm như quần áo, đồ nội thất gia dụng, vải công nghiệp, vật liệu cách điện, đệm… Sợi Polyeste có nhiều ưu thế hơn khi so sánh với các loại sợi truyền thống là không hút ẩm, nhưng hấp thụ dầu. Chính những đặc tính này làm cho polyeste trở thành một loại sản phẩm hoàn hảo đối với những ứng dụng chống nước, chống bụi và chống cháy. Khả năng hấp thụ thấp của polyeste giúp nó tự chống lại các vết bẩn một cách tự nhiên. Vải polyeste không bị co khi giặt, chống nhăn và chống kéo giãn. Vải polyeste là vật liệu cách nhiệt hiệu quả, do đó nó được dùng để sản xuất gối, chăn, đệm, áo khoác ngoài và túi ngủ... Ngoài để tăng tính chất sử dụng của vải polieste, người ta còn biến tính bề mặt vài, xử lý hoàn tất để nâng cao độ đàn hồi và mềm mại của vải. 1.1.2 Xơ len (Wool) Xơ len ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong công nghiệp dệt. Chúng là xơ từ động vật, là những loại xơ quý và đắt. Trong tương lai chúng vẫn tiếp tục được tận dụng và phát triển để phục vụ cho nhu cầu may mặc ngày càng cao của con người. Len là nguyên liệu để dệt, đan, chế tạo các loại áo len là mặt hàng giữ ấm thông dụng trên thế giới, nhất là những nước có khí hậu lạnh. Trong các nguồn nguyên liệu dùng làm len thì lông cừu chiếm khối lượng lớn hơn cả, ngoài ra còn lông dê, lông lạc đà và lông các súc vật khác… Len có nguồn gốc từ: GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ + Cừu (96-97%). SVTH: Dương Thị Thơm 12 + Dê (2%). + Lạc đà (1%). + Thỏ… Vì vậy dưới đây chúng ta chỉ nghiên cứu sâu về len cừu. 1.1.2.1 Đặc điểm cấu tạo của xơ len Bảng 1.2 Các thành phần hóa học trong len Keratin (len tinh khiết) 33% Tạp chất lông cừu (fleece impurities) 26% Mồ hôi cừu 28% Sáp mỡ 12% Các chất khoáng 1% Thành phần hoá học xơ len - Keratin chiếm 90-93%, nonkeratin (mỡ, sáp, nhân tế bào...) chiếm 7-10%. Hình 1.3 Cấu tạo keratin. Với thành phần 70% là các axít amin phân tử lớn đặc biệt có axít systine nên mạch có nhiều liên kết ngang hình thành nên cấu trúc mắt lưới nên xơ len có khả năng chống biến dạng rất tốt (giữ nếp, ít nhàu).[1] GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 13 1.1.2.2 Cấu trúc vật lý của xơ len Phần thân của xơ len được cấu tạo từ nhiều tế bào và được chia làm 3 lớp: lớp vẩy, lớp vỏ, lớp lõi. Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc vật lý của xơ len. Lớp vẩy (Cuticle) Vẩy là lớp nằm ngoài cùng của thân xơ, làm nhiệm vụ che trở cho các lớp bên trong của xơ tránh các tác động từu bên ngoài. Đây là dấu hiệu đặc biệt để nhận biết ra xơ len khi quan sát qua kính hiển vi (những xơ khác như bông, tơ tằm, xơ hóa học không có vẩy nên thường nhẵn). Vẩy nằm trên mặt xơ theo một chiều, hợp thành một lớp dày khít, ngọn cái nọ mọc chờm ra che chở cho gốc cái kia như mái ngói, suôi chiều từ gốc đến ngọn. Bằng phương pháp vi điện tử người ta quan sát thấy rằng vẩy cấu tạo từ 3 phân lớp: endocuticun, ekzocuticun, epicuticum. Phần lớp cuối cùng là màng rất mỏng bọc ngoài tương đối bền hóa học. Hình 1.5 Cấu tạo các lớp của xơ len theo ngang và dọc. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 14 Lớp vỏ (Cortex) Lớp vỏ nằm tiếp ngay sau lớp vẩy, là thành phần chính của xơ len, được cấu tạo từ những tế bào hình ống, nằm dọc theo trục xơ, tạo thành thớ xơ, tạo cho len tính chất xốp. Về thành phần lớp vỏ cũng không đồng nhất, nó gồm hai nửa trụ gần bằng nhau, nằm tiếp xúc nhau. Phần vỏ bền hóa học hơn là paracotex và phần kia là ontocortex. Hai phần này khác nhau về thành phần hóa học và một số tính chất khác nữa, chủ yếu do khác nhau về lượng mối liên kết xictin. Lớp lõi (Macrofibril) Lớp lõi cấu tạo từ những tế bào hình dạng khác nhau nằm xen kẽ với những khoang trống chứa không khí tạo tính mao dẫn. 1.1.2.3 Tính chất vật lý của xơ len [2] Để có thể đề ra công thức và quy trình công nghệ đúng đắn khi gia công hóa học sợi len chúng ta phải nắm vững các tính chất cơ lý hóa của nó, đặc biệt là khi chịu tác dụng của nhiệt độ, nước và các dung dịch hóa chất. Khối lượng riêng 1.30g/cm3. Ảnh hưởng của nhiệt: Len rất dễ hút ẩm, tùy theo độ ẩm và nhiệt độ của môi trường mà hàm ẩm của len sẽ thay đổi theo. Khi sấy khô ở 100-105oC len bị giảm độ bền và giòn vì mất ẩm, nếu cho hồi ẩm thì nó lại trở lại mềm mại như ban đầu. Khi gia công ở 100-105oC trong thời gian dài xơ len bị vàng, giảm bền rõ rệt. Tiếp tục sấy lên đến 170oC len bị phá hủy. Khi cháy len thoát ra mùi khét như tóc, sừng cháy, lấy ra khỏi ngọn lửa nó không tiếp tục cháy nữa. Ở đầu xơ vón thành cục, xốp. Khí thoát ra khi len cháy có phản ứng kiềm tính. Ảnh hưởng của nước và hơi nước: Do cấu tạo đặc biệt của mình nên khi hút ẩm xơ nở rất lớn theo thiết diện ngang (đến 118-200% so với kích thước ban đầu khi bão hòa ẩm) trong khi đó chiều dài xơ GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 15 chỉ tăng 1-2%. Nước thấm vào xơ sẽ làm giảm nội lực giữa các mạch và làm yếu đi lực hút giữa các nhóm tích điện trái dấu nhau do đó dẫn đến sự giảm độ bền cơ học của len. Nhiệt độ của nước và hơi nước có ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất cơ học của len, len có thể bị hòa tan trong nước ở nhiệt độ và áp suất cao. 1.1.2.4 Tính chất hóa học của xơ len Tác động của axit: Khi gia công len bằng axit H2SO4 ở nhiệt độ thường với nồng độ từ 4-5g/l và lượng axit dưới 10% so với khối lượng vải thì vải len sẽ tăng thêm độ bền. Khi gia công trong thời gian rất ngắn bằng các dung dịch axit đậm đặc (đến 80%) ở nhiệt độ thường thì độ bền của len chưa thay đổi, nhưng ở nhiệt độ cao hơn, thời gian gia công lâu hơn thì len bị phá hủy nghiêm trọng. Ở điều kiện giống nhau, các axit hữu cơ tác dụng với len yếu hơn các axit vô cơ. Dưới tác dụng của axit xơ bị trương nên ma sát giữa các lớp vẩy tăng lên làm xơ bền hơn. Tác động của kiềm: Len rất kém bền dưới tác dụng của kiềm, không phải chỉ có các mối liên kết muối giữa các mạch bị đứt mà mối liên kết xictin cũng bị phá vỡ khi chịu tác dụng của kiềm. Kiềm không chỉ làm giảm bền cơ học mà còn tùy theo mức độ nó làm len vàng, giảm hàm lượng lưu huỳnh và hòa tan từng phần len. Mức độ phá hủy len của kiềm phụ thuộc vào điều kiện gia công như: thời gian, nhiệt độ, đặc điểm của môi trường kiềm và nồng độ của nó. Đặc biệt len bị phá hủy nhanh chóng trong các dung dịch kiềm ở nhiệt độ cao. Thí dụ, len bị hòa tan hoàn toàn chỉ trong nháy mắt trong dung dịch xút 3% ở nhiệt độ sôi. Ngay cả xà phòng kiềm tính ở nhiệt độ cao cũng làm hư hại len. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 16 Tác động của các muối: Các muối trung bình của kim loại kiềm và kiềm thổ như: KHCO3, CaCl2, MgCl2, …ở nhiệt độ thấp và nồng độ loãng thì không ảnh hưởng nhiều tới len. Nhưng khi ra công len bằng dung dịch các muối này ở nhiệt độ cao và nồng độ của chúng trên 5% thì len bị phá hủy từng bộ phận. Ngay cả các muối canxi, magie chứa trong nước cứng cũng làm cho len vàng khi giặt. Ở nhiệt độ cao các muối của kim loại nặng (Fe, Al, Cr, Cu, Sn…) có phản ứng rất mạnh với len đặc biệt là khi có mặt axit. Bởi vậy khi gia công len cần có biện pháp ngăn ngừa khả năng xuất hiện các vệt do muối sắt và muối đồng gây ra, đồng thời luôn nhớ rằng muối Crôm là chất cầm màu của một số thuốc nhuộm axit. Nếu vải len đã bị muối kim loại nặng hấp phụ thì có thể bị loang màu khi nhuộm. Tác động của chất khử: Các chất khử thông dụng như Na2S, Na2S2O4, Na2SO3… đều có tác dụng phá hủy len, đặc biệt là trong môi trường kiềm, làm cho các liên kết xictin và mối liên kết muối bị đứt. Thí dụ, khi gia công len nửa giờ liền bằng dung dịch NaHSO 3 5% ở nhiệt độ sôi, sau đó giặt và sấy khô không kéo giãn thì len sẽ bị quá co, chiều dài của nó giảm đến 30%, điều này có lẽ cũng do các mối liên kết xictin và mối liên kết muối bị đứt. Vì vậy cần phải cẩn trọng khi dùng chất khử để gia công hóa học các mặt hàng len. Chẳng hạn khi dùng natri hidrosunfit để tẩ trắng cần chú ý đến nhiệt độ và nồng độ của nó trong dung dịch. Tác động của chất oxi hóa và ánh sáng: Trong quá trình gia công hóa học len chỉ tiếp xúc với chất Oxi hóa trong khi tẩy trắng, còn trong quá trình sử dụng thì len thường xuyên chịu tác động của ánh sáng và oxi hóa không khí. Chất oxi hóa hay oxi không khí có khả năng làm thay đổi thành phần và tính chất của len, chủ yếu là tác dụng với mối liên kết xictin. Quá trình oxi hóa len càng xẩy ra mạnh mẽ khi đồng thời chịu tác dụng của ánh sáng. Do ảnh hưởng của chất oxi hóa do vậy cần khi dùng nó để tẩy trắng cần phải hết sức cẩn trọng. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm 17 1.1.2.5 Tính chất sinh học của xơ len Độ bền với vi sinh vật: Len tương đối bền với tác dụng của vi sinh vật tuy nhiên nó vẫn bị tấn công bởi một số loài côn trùng hoặc con nhậy có thể hoà tan, ăn xơ len. Có khả năng kháng các tác nhân sinh học khác như nấm mốc. 1.1.2.6 Ứng dụng của vải len Trong tất cả các loại xơ, len là loại đa dụng nhất, được sử dụng để sản xuất một loạt các sản phẩm cho cả mặt hàng may mặc và không may mặc. Đối với may mặc; nó luôn được sử dụng cho trang phục sang trọng và cao cấp, đồng thời cũng được sử dụng cho đồng phục của cả quân sự và dân sự. Đối với mặt hàng không may mặc, nó được sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm giường, đồ đạc trong nhà như thảm và vải bọc cho cả gia đình và doanh nghiệp. Chất lượng của len được xác định bởi đường kính sợi, quá trình uốn, năng suất, màu sắc, và độ bền trong đó đường kính sợi là chất lượng quan trọng nhất để xác định đặc tính và giá cả. 1.2 Tổng quan về vải dệt thoi và vải polieste pha len dệt thoi 1.2.1 Tổng quan về vải dệt thoi 1.2.1.1 Định nghĩa vải dệt thoi Vải dệt thoi: Là loại vải do hai hệ thống sợi đan thẳng góc với nhau tạo nên. Hệ thống sợi nằm dọc theo chiều dài tấm vải gọi là sợi dọc. Hệ thống sợi nằm theo chiều ngang tấm vải gọi là sợi ngang. Trong vải, sợi dọc và sợi ngang liên kết theo một quy luật nhất định gọi là kiểu dệt. 1.2.1.2 Đặc trưng cấu tạo của vải dệt thoi [7]  Chi số sợi Sợi tạo ra các loại vải có thể là sợi thiên nhiên, sợi hóa học hay sợi pha trộn. Những dạng sợi này ảnh hưởng đến chất lượng vải tạo thành (ngoại quan, độ bền, độ giãn, độ đàn hồi,…). Thông thường vải dệt từ sợi có chi số cao bề mặt sẽ mềm mịn, đẹp, chất lượng tốt, ngược lại vải tạo ra từ sợi có chi số thấp sẽ thô, chất lượng kém hơn. GVHD: TS. Đoàn Anh Vũ SVTH: Dương Thị Thơm