Tài liệu Nghiên cứu một số đặc trưng kỹ thuật của vải không dệt dùng làm phụ liệu may mặc và da giày

1 Nghiên cứu một số đặc trưng kỹ thuật của vải không dệt dùng làm phụ liệu May mặc và Da giày Lời cảm ơn Trong thời gian thực hiện Luận văn tốt nghiệp cao học này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn rất tận tình của Giáo sư - Tiến sĩ Trần Nhật Chương cùng nhiều Thầy Cô giáo của Khoa Công Nghệ Dệt May và Thời Trang Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, phòng Thông tin thuộc Viện Kinh Tế Kỹ Thuật Dệt May, Trung Tâm Thông Tin và Trung Tâm Kỹ Thuật 1 thuộc Cục Đo Lường Chất Lượng, Phòng Địa Kỹ Thuật thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Giao Thông Vận Tải, Trung Tâm thí nghiệm thuộc Viện Khoa Học và Công Nghệ Nhiệt - Lạnh Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội và các bạn líp Cao Học Dệt khoá 99. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô Giáo, các Cơ Quan và các bạn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi để hoàn thành tốt luận văn này. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 2 Lời mở đầu Trong những thập kỷ cuối của thế kỷ 20, công nghiệp vải không dệt không ngừng phát triển. Sản phẩm từ vải không dệt rất đa dạng và phong phú. Vải không dệt sử dụng một lần hoặc sử dụng lâu dài có thể sản xuất bằng các công nghệ khác nhau có khối lượng gam từ 20g/m 2 đến 2000g/m2. Loại sử dụng một lần phải kể đến các loại có bỉm cho trẻ sơ sinh và người già, mũ và quần áo trong phẫu thuật, khăn lau được tẩm ướt trước, giẻ lau công nghiệp, vải lọc khí và chất lỏng...Loại sử dụng lâu dài bao gồm phụ liệu lót, đệm, vải trang trí nội thất, đệm giường, phủ đệm, vải bọc đệm ghế ô tô, vải địa kỹ thuật, vật liệu lợp, thảm sàn, thảm ô tô, vải không dệt dùng trong nông nghiệp... Năm 1998 sản lượng vải không dệt toàn thế giới đạt 2.462.100 tấn. Dự báo đến 2005 đạt 4.300.000 tấn và tỷ lệ tăng trưởng trung bình hàng năm đạt 8%. Sản lượng vải không dệt tiêu thụ theo các khu vực trên thế giới [9] Khu vực Tây Âu Đông Âu Bắc Mỹ Nam Mỹ Châu á Châu óc Nam Thái Bình Dương Các nước khác Tổng cộng : 1995 718 62 1033 57 504 31 100 2585 Nghìn tấn 2000 872 104 1194 90 824 45 175 3304 2005 1040 174 1364 130 1246 58 288 4300 Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 3 Thị trường tiêu thụ vải không dệt lớn nhất hiện nay là Bắc Mỹ: Mü, Canada, Mêhicô và Tây Âu, với mức tiêu thụ 2.066 triệu tấn vào năm 2000, chiếm tỷ lệ 62,53% của toàn thế giới. Châu á là thị trường tiêu thụ vải không dệt lớn thứ ba sau Bắc Mỹ và Tây Âu trong đó phải kể đến Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan. Châu á sẽ trở thành thị trường lớn nhất đến năm 2005, tiêu thụ 1,25 triệu tấn vải không dệt. Nhìn chung trên toàn thế giới, công nghiệp vải không dệt đang phát triển mạnh với mức độ tăng trưởng tuỳ từng khu vực và thu hót đầu tư của các tập đoàn tầm cỡ của thế giới. Ở nước ta, nhu cầu vải không dệt trong các lĩnh vực khác nhau đang ngày càng tăng. Chỉ riêng trong ngành May mặc và da giày, sản phẩm không dệt được sử dụng làm mác nhãn, bông tấm, mex, lót giày... với chủng lại rất phong phó. Tuy vậy, các cơ sở sản xuất sản phẩm không dệt trong nước còn rất Ýt. Về sản xuất bông tấm, có xí nghiệp liên doanh với HongKong Golden Vtex có công suất 8 triệu yard/năm, công ty khác liên doanh với HongKong Hanoi EVC có công suất 7 triệu yard/năm, công ty 100% vốn Hàn Quốc Viko Moolsan với công suất 12 triệu tấn/năm. Về mex, hiện có hai công ty vẫn đang sản xuất là công ty liên doanh với Đài Loan Việt Phát công suất 4.738 triệu mét/năm và công ty trách nhiệm hữu hạn vốn Hàn Quốc ISA Interlining có công suất 6 triệu mét/năm. Ngành May vẫn chưa sử dụng hết tổng công suất trên do một khối lượng đáng kể vẫn đang được nhập khẩu theo các đơn hàng FOB hay do khách hàng tự cung cấp qua các đơn hàng gia công. Chính vì vậy, trong chương trình tăng tốc đầu tư của toàn ngành Dệt may, Tổng Công ty Dệt may Việt Nam đã đề ra chương trình đầu tư cụ thể trong đó có chương trình đầu tư cụm công nghiệp sản xuất phụ liệu may bao gồm cả mex với mục đích nâng cao chất lượng vải không dệt, đa dạng hoá mặt hàng và cạnh tranh với hàng nhập khẩu. Bên cạnh ngành Dệt may, ngành Da giày Việt Nam đã vươn dậy từ nhiều khó khăn thử thách, vượt qua được cơn suy thoái từ năm 1980-1992 và bắt đầu phát triển từ những năm 1993-1995. Đến nay các sản phẩm từ da và vải giả da của Việt Nam nh giày, tói, cặp... đã có mặt ở các thị trường Tây Âu, Đông Âu, Bắc Mỹ, Đông Á... cùng với những nhãn hiệu có uy tín trên thị trường thế giới Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 4 nh NIKE, REEBOK, BATA... Bên cạnh những kết quả và những thành tựu của ngành Da giày Việt Nam giai đoạn vừa qua, ngành cũng đã xác định phải khắc phục những yếu kém vẫn còn tồn tại để có thể phát triển hơn trên các chặng đường sắp tới. Thực trạng cung ứng nguyên vật liệu cho ngành giày da hiện nay đang bị lệ thuộc quá nhiều từ nước ngoài. Mà đối với sản xuất giày dép thì giá trị nguyên phụ liệu chiếm tỷ trọng 70% trong giá thành và tiền lương chỉ chiếm từ 10 - 15%. Hiện nay, khách hàng cũng đồng thời là người cung ứng nguyên vật liệu. Do đó làm mất đi nhiều lợi thế sẵn có về nhân công rẻ, chế độ ưu đãi giá sản phẩm của giày và đồ da Việt Nam. Nếu trong nước sản xuất ra được những nguyên phụ liệu này thì ngành giày da sẽ chủ động hơn trong việc đáp ứng các chủng loại, số lượng, thời gian cung cấp nguyên liệu; giá trị kinh doanh thu về cho đất nước và người lao động cao hơn rất nhiều so với làm gia công như hiện nay; tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các ngành kinh tế khác như dệt, nhuộm, giấy, chế tạo máy và phụ tùng, hoá chất, chế tạo khuôn mẫu... Rõ ràng, mục tiêu tăng tốc giải quyết vấn đề nguyên vật liệu nội địa được đặt ra hết sức bức xúc. Nếu sản xuất trong nước từ nguyên liệu thô nhập khẩu với thuế doanh thu không đánh chồng, thì các vật liệu sẽ vừa có giá rẻ, vừa tạo thêm thế cạnh tranh cho sản phẩm; tạo thêm công ăn việc làm trong nước; cung ứng kịp thời, đồng bộ và khoa học hơn cho sản xuất sản phẩm, giảm được nhiều chi phí khác. Có thể nói, trong chiến lược tăng tốc phát triển ngành Dệt may còng nh chiến lược phát triển nguyên vật liệu cho ngành Da giày thì vấn đề phụ liệu đều được quan tâm nh mét trong những phần quan trọng. Các phụ liệu này hiện nay hầu hết đang được nhập khẩu vào nước ta với số lượng rất lớn và trong đó phải kể tới vật liệu không dệt. Bởi lẽ các cơ sở sản xuất các loại sản phẩm này ở trong nước còn quá Ýt. Theo định nghĩa của EDANA, “sản phẩm không dệt là tất cả các sản phẩm được sản xuất từ các màng xơ, các đệm xơ (hoặc philămang) được sắp xếp định hướng hoặc ngẫu nhiên. Liên kết bên trong được đảm bảo bởi các phương pháp cơ học, vật lý hoặc hoá học hoặc bởi sự phối hợp giữa các phương pháp khác nhau”. Định nghĩa này cho thấy sản phẩm được tạo ra không phải do sự đan kết Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 5 giữa hệ sợi dọc và sợi ngang trên máy dệt thoi hay một hệ sợi nh trên máy dệt kim. Nguyên liệu ban đầu là xơ cũng qua các công đoạn chuẩn bị, tạo màng xơ, đệm xơ, rồi đệm xơ được liên kết ngay bằng chất liên kết hoá học hay bằng phương pháp cơ học. Phương pháp này cho phép sử dụng nguyên liệu có phạm vi lớn cả về chủng loại và kích thước, công nghệ phong phú, dây chuyền gọn nhẹ và mặt hàng đa dạng. Khi sử dụng đệm philamăng và chất liên kết tổng hợp, giá thành sản phẩm sẽ được giảm đi rất nhiều. Do đó tuy sù ra đời của sản phẩm không dệt muộn hơn so với nhiều loại sản phẩm dệt khác nhưng nó đã nhanh chóng khẳng định vị trí của mình và phát triển với tốc độ rất nhanh. Đề tài này nghiên cứu về các loại phụ liệu dùng cho May mặc và Da giày. Đối với phụ liệu May, đề tài nghiên cứu các loại mex dính, mex không dính và bông tấm. Đồng thời, đề tài nghiên cứu các loại phụ liệu làm lót, pho lót và pho mòi cho giày. Đây là các sản phẩm của vật liệu không dệt với những đặc trưng riêng biệt. Để tìm hiểu những đặc trưng này, cần thiết phải nghiên cứu cứu về vật liệu, về công nghệ sản xuất còng nh ứng dụng thực tế của từng loại sản phẩm. Xuất phát từ thực tế sản xuất trong may mặc và da giày hiện nay, các phụ liệu bằng vật liệu không dệt đa phần được khách hàng cung cấp và chỉ định sử dụng. Các nhà máy May và Da giày sử dụng những phụ liệu này dùa theo những thãi quen và kinh nghiệm sẵn có. Giữa các loại phụ liệu được phân biệt nhau theo mã số cùng với vài thông số Ýt ái nh thành phần cấu tạo, độ dày... Trong rất nhiều trường hợp, thậm chí một vài thông số đơn giản nh trên cũng không được người sử dụng biết đến trong quá trình sử dụng. Một khi muốn tạo ra được sự chủ động trong việc sử dụng vật liệu nói chung, sử dụng phụ liệu nói riêng thì cần thiết phải tìm ra được những đặc trưng kỹ thuật của phụ liệu sử dụng. Có nh vậy, người sử dụng mới có thể tìm được loại phụ liệu thật phù hợp còng nh có thể đánh giá dùa theo những đặc trưng kỹ thuật đã cho. Từ nhu cầu thực tế kể trên, đề tài sẽ ứng dụng khoa học về vật liệu để xây dựng một số đặc trưng kỹ thuật chủ yếu, giúp cho việc sử dông phụ liệu đúng mục đích, đúng yêu cầu và có hiệu quả khoa học kỹ thuật. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là một số loại mex dùng trong may mặc và một số loại vải không dệt dùng làm phụ liệu của giày. Đề tài sẽ nghiên cứu những đặc trưng chủ yếu, tìm Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 6 hiểu về công nghệ sản xuất, phương pháp đo và cách đánh giá. Dùa vào những kết quả nghiên cứu trên, đề tài sẽ xây dựng những yêu cầu kỹ thuật cho một số chủng loại phụ liệu dùng trong may mặc và da giày. Cùng với những mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu nh trên, luận văn có chủ đề: “Nghiên cứu một số đặc trưng kỹ thuật của vải không dệt dùng làm phụ liệu May mặc và Da giày”. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU KHÔNG DỆT DÙNG CHO MAY MẶC VÀ DA GIÀY. Sản phẩm không dệt là những tấm, màng xơ hay mền được sản xuất từ các xơ sắp xếp có định hướng hay ngẫu nhiên, liên kết với nhau bằng sự ma sát và/ hoặc sự dính kết và/ hoặc sự bám dính, không kể các loại giấy hay các sản phẩm dệt, dệt kim, nhung, các sợi hay xơ philamăng được đan móc chặt chẽ với nhau, hay có dạng nỉ theo phương pháp cán ướt... nhưng không bằng phương pháp đâm kim. Các loại xơ ở đây có thể là xơ thiên nhiên hay xơ hoá học, xơ stapen hay xơ philamăng hay dạng lưới. [ Theo ISO 9092]. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 8 Phân loại vật liệu không dệt theo phương pháp sản xuất Công nghệPhương pháp ướtPhương pháp khô Xơ Ph¬ng ph¸p ít Chiều dài xơXơ rất ngắnXơ stapenXơ philamăng X¬ philam¨ng Ph¬ng ph¸p kh« X¬ rÊt ng¾n X¬ stapen Loại xơXơ tổng hợp/bông phếXơ hoá họcXơ tổng hợp/sợi thuỷ tinh X¬ tæng hîp/b«ng phÕ X¬ tæng hîp/sîi thuû tinh Bột xơ nhão/sợi thuỷ tinhvà tự nhiên vµ tù nhiªn Tạo đệm xơHuyền phùKhí động lực họcCơ họcPhilamăng lắng đọng ®éng lùc häc C¬ häc Philam¨ng l¾ng ®äng X¬ ho¸ häc HuyÒn phï KhÝ Đệm xơ Đệm xơĐệm xơ §Öm x¬ §Öm x¬ ngẫu nhiênnằm ngangsong song n»m ngang song song Xe sợiGia cố sợi Liên kết đệm Hoá họcNhiệtCơ họcHoá họcNhiệtCơ học Nhiệt Hoá học Ho¸ häc NhiÖt C¬ häc NhiÖt Ho¸ häc xơ thành vải Gia cè sîi Ho¸ häc NhiÖt C¬ häc Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 9 Hoàn thiệnNhuộm, in, xử lý hoàn tấtNhuộm, in, xử lý hoàn tấtNhuộm, in, xử lý hoàn tất Nhuém, in, xö lý hoµn tÊt Nhuém, in, xö lý hoµn tÊt Tên sản phẩmVật liệu không dệt Vật liệu không dệtVật liệu không dệt kh«ng dÖt VËt liÖu kh«ng dÖt Liên kết ướtliên kết khôliên kết khi được kéo sợi Nhuém, in, xö lý hoµn tÊt VËt liÖu kh«ng dÖt VËt liÖu liªn kÕt kh« liªn kÕt khi ®îc kÐo sîi Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 10 1.1. Nguyên vật liệu dùng trong sản xuất sản phẩm không dệt. 1.1.1. Nguyên liệu dùng làm đệm xơ trong sản phẩm không dệt. Tất cả các loại xơ đều có thể được sử dụng để sản xuất vải không dệt. Thậm chí cả những nguyên liệu rất khó để dệt vải thông thường do xơ quá ngắn, quá thô, giòn, cứng.... vẫn có thể dùng để sản xuất các sản phẩm không dệt. Xơ thiên nhiên. Phần lớn các xơ thiên nhiên là xenlulo với thành phần xenlulo khác nhau. Mỗi loại xơ này có những tính chất riêng. Trong đó, bông vẫn là loại xơ thiên nhiên có thể được sử dụng phổ biến làm vải không dệt. Bông: Thành phần hoá học của bông bao gồm: + 80-90% xenlulo + 6-8% nước + 0,5-1% sáp và chất béo + 0-1,5% protein + 4-6% hemixenlulo và keo pectin + 1-1,8% tạp chất khác H.1.1[1]a) Mặt cắt ngangb) Mặt cắt dọc a) MÆt c¾t ngang b) MÆt c¾t däc của xơ bông của xơ bông cña x¬ b«ng Qua H.1.1[1] cho thấy hình dạng và cấu trúc của xơ bông rất phù hợp để làm vải không dệt vì thiết diện ngang dạng băng, xoắn ốc, cấu trúc rỗng, độ bền ướt cao và hót Èm tốt. Hơn thế nữa, độ bền ướt của bông còn cao hơn 10% so với độ bền khô. Do đó xơ bông đã trở thành một trong những vật liệu được sử dụng Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 11 rất thành công trong sản xuất các loại vải không dệt. Tuy nhiên, trong xơ bông còn chứa nhiều tạp chất, ảnh hưởng lớn đến sản phẩm cuối cùng. Những tạp chất này rất khó có thể tách khỏi xơ bông. Chính nguyên nhân này đã làm cho lượng xơ bông sử dụng trong công nghiệp vải không dệt bị giảm đi khá nhiều. Để mở rộng phạm vi sử dụng, bông còn được pha trộn với các loại xơ sợi khác nhằm thu được những đặc tính cần thiết. Chất lượng của xơ bông phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Chiều dài xơ (10-50mm) + Độ mảnh (1,2-2,6 dtex) + Màu sắc của xơ + Độ sạch + Độ bền (25-50cN/tex) + Độ giãn (7-10%) Bông được trồng cho chất lượng tốt và có hiệu quả ở một số nước nh Mỹ, Nga, Trung Quốc, Ên Độ. Đay Xơ đay có các thành phần hoá học sau: + 60% xenlulo + 26% hemixenlulo + 11% keo lignin + 1% protein + 1% sáp và chất béo + 1% tạp chất khác Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 12 H.1.2[1]a) Mặt cắt ngangb) Mặt cắt dọc a) MÆt c¾t ngang b) MÆt c¾t däc của xơ đay của xơ đay cña x¬ ®ay Đay được dùng tương đối nhiều trong sản xuất sản phẩm không dệt. Chất lượng của đay phụ thuộc vào đất trồng, khí hậu và phương pháp bóc tách xơ libe từ líp vỏ. Đay được làm mềm bằng các loại dầu, đủ làm mềm các chất gỗ trong các thớ xơ libe. Xơ đay được cắt thành từng đoạn nhỏ có chiều dài từ 25 cm đến 35cm rồi được chuyển thành dạng tấm. Xơ dừa H.1.3[1]a) Mặt cắt ngangb) Mặt cắt dọc a) MÆt c¾t ngang b) MÆt c¾t däc của xơ dừa của xơ dừa cña x¬ dõa Xơ dừa được lấy từ những trái dừa xanh. Sau khi ngâm trong nước biển nóng, các xơ được tách khỏi vỏ nhờ quá trình chải và nghiền. Xơ dừa ban đầu có Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 13 chiều dài từ 15cm đến 33cm và đường kính từ 50µm đến 300µm và được dùng để sản xuất thảm, đệm bông, vật liệu trang trí nội thất... Xơ protein Lông cừu H.1.4[1]a) Mặt cắt ngangb) Mặt cắt dọc a) MÆt c¾t ngang b) MÆt c¾t däc của lông cừu của lông cừu cña l«ng cõu Lông cừu, phần lớn lông tái sinh hay lông ngắn, được dùng để sản xuất sản phẩm không dệt. Sự biến động về chất lượng, các tạp chất trong lông tái sinh và các tính chất hoá lý của nó đã làm hạn chế bớt phạm vi sử dụng của loại vật liệu này. Nhưng sự thay đổi rõ rệt về độ dày của xơ chính là ưu điểm lớn của vải không dệt làm từ loại xơ này. Cụ thể là giữ được hình dạng, độ xốp cao, cách điện và giữ nhiệt tốt... Những nước cung cấp lông cừu cho thị trường thế giới là Óc, Nga, NewZealand, Trung Quốc, Achentina, Nam Phi, Uruguay. Tơ tằm Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 14 H.1.5[1]a) Mặt cắt ngangb) Hình dạng bên ngoài a) MÆt c¾t ngang b) H×nh d¹ng bªn ngoµi của tơ tằm của tơ tằm cña t¬ t»m Tơ tằm được cấu tạo từ lõi phibroin bao bọc bên trong líp vỏ xerixin. Do giá thành của tơ tằm rất cao nên nó hầu nh không được sử dụng làm nguyên liệu cho vải không dệt mà chỉ dùng để sản xuất một số loại giấy đặc biệt cao cấp. Xơ hoá học Phát kiến về việc sử dụng phế liệu, đặc biệt là phế liệu của ngành dệt cho sản xuất vải không dệt đã góp phần thúc đẩy sự phát triển xơ hoá học vào cuối thập kỷ 50. Với ưu thế về độ sạch, giá cả cạnh tranh, xơ hoá học đã trở thành vật liệu rất phù hợp cho sự phát triển của vải không dệt. Xơ xenlulo Vải không dệt có thể được tạo ra từ các loại xơ xenlulo hay dưới dạng pha trộn với các loại xơ khác. Xơ xenlulo được sản xuất theo hai phương pháp: phương pháp visco và phương pháp oxit đồng amoniac. Trong đó phương pháp visco được sử dụng để sản xuất sản phẩm không dệt. Các loại xơ xenlulo hiện nay được sử dụng để sản xuất sản phẩm không dệt là visco stapen, visco philamăng, đặc biệt visco biến tính với độ mềm cao hơn hoặc độ thẩm thấu tốt hơn..., xơ xenlulo trương nở cao (gấp 2-3 lần so với bông). Với độ dài và độ dày phù hợp, khả năng hót Èm tốt, xơ xenlulo được xem nh mét loại vật liệu thích hợp cho sản xuất sản phẩm không dệt. Sản phẩm không dệt sản xuất từ xơ xenlulo cho độ sạch cao và có thể hoàn tất ở các mức độ khác nhau. Xơ tổng hợp Xơ polyamit Trong số tất cả các loại xơ hoá học được sản xuất với số lượng rất lớn, xơ polyamit không phải là loại xơ được sử dụng lâu nhất mà là loại xơ đầu tiên ngay sau xơ xenlulo, được đưa vào sản xuất vải không dệt. Xơ polyamit loại thô 3-120 dtex và loại mảnh 1,6-3 dtex đều được dùng để sản xuất sản phẩm không dệt. Xơ polyamit có độ bền đứt cao, độ đàn hồi tốt nên được sử dụng để sản xuất các loại Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 15 sản phẩm đòi hỏi độ bền, độ ổn định kích thước và hình dạng trong quá trình sử dông. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 16 Một số đặc trưng của xơ polyamit có thể tham khảo trong bảng sau: Bảng 1.1 [1] Xơ polyamit Độ bền Độ giãn Độ bền ướt Khả năng Độ ngậm cực đại dài cực đại tương đối hót nước nước ở 20oC (cN/tex) (%) (%) (%) và độ Èm 1,6dtex/40mm 50-60 45-55 80-90 10-15 65% 4 (bóng) 3,0dtex/40mm 45-55 50-60 80-90 10-15 4 (nửa mờ) 17dtex/80mm 40-50 65-75 80-90 10-15 4 (nửa mờ) 22dtex/100mm 40-50 55-65 80-90 10-15 4 (nửa mờ) 35dtex/100mm 30-40 70-80 80-90 10-15 4 (bóng) Xơ polyeste Xơ polyeste được dùng rộng rãi trong sản xuất sản phẩm không dệt và được áp dụng nhiều công nghệ sản xuất khác nhau. Polyeste có thể được biến tính một cách dễ dàng để tạo ra một số những tính chất đặc biệt ngoài những tính chất cơ bản của nó. Xơ polyeste có khả năng giữ hình dạng tốt, bền với ánh sáng và thời tiết. Các loại xơ polyeste hay được sử dụng cho vải không dệt là: polyeste thường, xơ polyester có cào tuyết nhẹ, xơ giảm trọng, xơ hai thành phần... Xơ acrylic Xơ acrylic có độ bền cao, tính co kết tốt, bền với tác dụng vi sinh... nên được dùng để sản xuất các sản phẩm không dệt có giá trị. Xơ polyvinyl Xơ này được sử dông nh chất liên kết trong quá trình sản xuất sản phẩm không dệt theo phương pháp ướt. Xơ polyvinyl làm tăng độ cứng sản phẩm. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 17 Xơ polyolefin Xơ này có nhiệt độ nóng chảy thấp được dùng trong sản xuất sản phẩm không dệt bằng phương pháp kéo sợi trực tiếp, cán nóng hoặc xuyên kim. Một số tính chất quan trọng của xơ polyolefin đáng được quan tâm nh sau: Bảng 1.2 [1] Độ bền cực đại (cN/tex) Độ bền ướt tương đối Polyetylen 50-72 95-100 Polypropylen 44-94 100 (%) Độ giãn dài cực đại (%) Độ co trong nước 95oC Nhiệt độ chảy (oC) Mật độ (g.cm-3) 35-20 5-10 100-120 0,92-0,96 22-15 0-5 164-170 0,90-0,91 Tuy nhiên, sản xuất sản phẩm không dệt từ xơ polyolefin có những nhược điểm sau: + Xơ polyolefin cổ điển không bền với ánh sáng. + Nếu bị kéo giãn, khả năng hồi trở lại kém. + Không hót nước. Nhưng vì loại xơ này rất rẻ so với các loại xơ hoá học khác, cho nên các nhà sản xuất sản phẩm không dệt vẫn phải quan tâm đến nó. Xơ polyolefin vẫn luôn được đề xuất để pha trộn với các loại xơ khác nhằm hạn chế bớt những nhược điểm của loại xơ này. 1.1.2. Ảnh hưởng của xơ đến các tính chất của sản phẩm không dệt. Độ dài xơ Độ dài xơ cần thiết được lùa chọn phù hợp với quá trình công nghệ. Nhờ vậy việc sản xuất sẽ thuận lợi hơn và tạo ra phẩm chất lượng hơn cũng như năng suất cao hơn. Tuy phạm vi sử dụng xơ với độ dài rất khác nhau, từ các xơ ngắn, xơ stapen, tơ philamăng, nhưng độ dài xơ thường không vượt quá 120mm. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 18 Độ mảnh xơ Độ mảnh xơ ảnh hưởng đến bề dày, độ bóng mịn, độ cứng của sản phẩm không dệt. Các sản phẩm mỏng, mịn thường được sản xuất từ các xơ có độ mảnh 1,5 đến 3 denier. Nếu dùng các xơ mảnh thì mật độ phân bố xơ sẽ cao hơn, diện tích tiếp xúc giữa các xơ sẽ lớn hơn và sản phẩm sẽ có độ cứng cao hơn. Độ quăn, độ dún bề mặt xơ. Độ quăn, độ dún bề mặt xơ ảnh hưởng tới mức độ liên kết của màng xơ và mật độ bề mặt của sản phẩm không dệt. Nếu xơ hoá học tạo xoăn dạng xoắn ốc thì các xơ cấu thành nên màng xơ sẽ được liên kết với nhau chặt chẽ hơn. Còn xơ hoá học xe dún với độ quăn cao sẽ làm cho sản phẩm không dệt đạt độ đàn hồi cao. Độ bền xơ Độ bền xơ quyết định độ bền của đệm xơ. Đối với sản phẩm không dệt được liên kết theo phương pháp cơ học, khi dùng xơ có độ bền cao thì đệm xơ sẽ bền hơn và sản phẩm cũng bền hơn. Đối với các sản phẩm không dệt được liên kết hoá học, ngoài độ bền xơ thì độ bền của sản phẩm còn ảnh hưởng của chất liên kết, điều kiện liên kết và mật độ phân bố xơ. Độ bền nhiệt và độ bền với thời tiết Trong sản xuất sản phẩm không dệt, xơ được lùa chọn phải có độ bền nhiệt và độ bền thời tiết phù hợp để sản phẩm có khả năng chịu nhiệt, chịu ánh sáng, độ Èm, vi sinh vật... phù hợp với yêu cầu sử dụng. Thậm chí độ bền nhiệt của xơ còn ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện công nghệ trong quá trình sản xuất sản phẩm không dệt. Tính ổn định kích thước Yêu cầu về độ ổn định kích thước rất cần thiết đối với cả vật liệu dệt và vật liệu không dệt. Đối với vật liệu không dệt, tính ổn định kích thước phụ thuộc vào cả tính chất của nguyên liệu xơ và phương pháp công nghệ. Nếu xơ có độ giãn lớn, dễ trương nở trong môi trường thì khả năng ổn định kích thước kém. Khi đó cần thiết phải chọn phương pháp định hình thích hợp để xử lý. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 19 Một số tính chất khác Ngoài các tính chất xơ kể trên, sản phẩm không dệt còn chịu ảnh hưởng của các tính chất khác nh độ bền với nước, với dung môi, với tác nhân hoá học, tính hấp thụ nước và phân cực của xơ... 1.1.3. Vật liệu liên kết dùng trong sản xuất sản phẩm không dệt. Trong sản xuất sản phẩm không dệt, chất liên kết được gọi là “keo”. Cùng với công nghệ liên kết, chất liên kết góp phần đáng kể tạo nên độ bền cho sản phẩm. Đồng thời chất liên kết còn có vai trò quyết định chủ yếu đến các tính chất khác của sản phẩm. Vật liệu liên kết phải được lùa chọn để đáp ứng được những yêu cầu tính chất của sản phẩm không dệt nh độ bền, độ đàn hồi, độ bền giặt ướt hay giặt khô, chống cháy... Trước đây keo liên kết được dùng là cao su thiên nhiên, keo gelatin, keo cazein, hồ tinh bột và những cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên khác. Ngày nay các keo tổng hợp được sử dụng là chủ yếu. Keo tổng hợp cho độ bền tốt hơn, khả năng chịu đựng dung môi tốt hơn, do đó chất lượng sản phẩm dễ dàng được cải thiện. Những keo cao phân tử được sử dụng trong sản xuất sản phẩm không dệt bao gồm cả dạng rắn (bột hoặc hạt), dạng dung dịch và dạng nhò tương. Các loại keo được dùng làm vật liệu liên kết cho sản phẩm không dệt bao gồm: cao su, nhựa acrylic, nhựa vinylic, polyetylen, polyamit, polyuretan và visco. * Cao su a) Cao su thiên nhiên Mủ cao su thiên nhiên là một trong những chất liên kết đầu tiên được sử dụng trong sản xuất sản phẩm không dệt. Cao su thiên nhiên dạng mủ mới lấy từ cây có độ dính, kém bền và nhanh biến chất. Mủ cao su là loại nhựa đã được lưu hoá và xử lý đạt các yêu cầu nh hạn chế oxy hoá, duy trì lâu tính mềm mại, Ýt biến màu... Giá thành của cao su thiên nhiên ngày càng tăng nhanh và chất lượng của nó chưa được hoàn hảo do thường bị lão hoá nhanh và giảm bền trong dung môi. Cho nên cao su thiên nhiên đã nhanh chóng nhường vị trí cho các loại cao su tổng hợp và nhựa acrylic trong sản xuất sản phẩm không dệt. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang 20 b) Cao su tổng hợp (polybutadien) Polybutadien là cao su tổng hợp đầu tiên được sản xuất công nghiệp trước Chiến tranh Thế giới lần thứ I. Butadien và dẫn xuất của nó cung cấp các loại polyme đàn hồi. Polybutadien có thể lưu hoá nh cao su thiên nhiên, rất mềm và tính đàn hồi cao, modun đặc biệt thấp nhưng kém bền trong dung môi. Polybutadien đắt nên nó chưa được sử dụng rộng rãi. c) Polyme đồng trùng hợp của butadien - styren Đây là polyme đồng trùng hợp cạnh tranh rất lớn với cao su thiên nhiên. Trong polyme này, khi tăng tỷ lệ styren thì độ bền cơ học tăng và độ bền hoá học giảm. d) Nhựa đồng trùng hợp butadien - acrylonitrin Đây là loại cao su tổng hợp được dùng nhiều nhất trong sản phẩm không dệt. Khi tăng tỷ lệ nitrin acrylic thì khả năng trương nở trong hydrocacbon tốt hơn, độ bền đứt tăng hơn, cứng hơn, bền mài mòn hơn, bền nhiệt nhưng không thẩm thấu không khí. Nhựa nitrin có ái lực tuyệt vời khi được tạo mạng trước trùng hợp với melamin formaldehit, cho khả năng chịu giặt giũ và chịu tẩy rửa tốt so với cao su lưu hoá. Nhựa nitrin bền ở trạng thái khô, bền trong môi trường Èm ướt và bền trong dung môi chứa clo. e) Polycloropren Polycloropren đàn hồi, chịu được sự thay đổi của thời tiết, chịu nhiệt (tuy có bị ngả vàng khi nhiệt độ tương đối cao) và dễ lưu hoá. Polycloropren có khuynh hướng kết tủa rõ hơn các cao su khác, nên thường được dùng ở dạng keo. Polym ste của axit acrylic hay axit metacrylic. Những polyme được tạo nên từ este acrylic hay metacrylic là những chất dẻo. Vì vậy việc hình thành có nhiều thuận lợi và dễ liên kết. Nhựa acrylic là polyme bão hoà có độ bền màu và bền với oxy dưới tác dụng của ánh sáng cao và trong trường hợp bị oxy hoá sản phẩm cũng không tăng độ cứng. Nhựa acrylic bền trong dung môi tẩy rửa, ổn định với nước và môi trường Èm ướt. Nhò tương acrylic bền cơ học và có độ ổn định cao. Luận văn tốt nghiệp cao học - Trần Thuỳ Giang