Nghiên cứu đặc trưng cơ học của sợi và ảnh hưởng của chúng đến đặc trưng cơ học của vải dệt

NGUYỄN THANH NAM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH NAM

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT - MAY

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA
SỢI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN
ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẢI DỆT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT - MAY

KHOÁ: 2009 - 2011

Hà Nội – 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH NAM

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA
SỢI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN
ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẢI DỆT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT - MAY

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS. TRẦN NHẬT CHƯƠNG

Hà Nội – 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH NAM

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA
SỢI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN
ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẢI DỆT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT - MAY

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS. TRẦN NHẬT CHƯƠNG

Hà Nội – 2012

Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009
MỤC LỤC

MỤC LỤC........................................................................................................ 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 3
1.1. Khái niệm về sợi dệt............................................................................. 3
1.2. Đặc điểm các loại sợi ............................................................................ 3
1.2.1. Đặc điểm sợi nồi cọc ( Sợi cổ điển ) .............................................. 3
1.2.2. Đặc điểm sợi OE roto ..................................................................... 6
1.2.3. Đặc điểm sợi OE ma sát............................................................... 10
1.2.4. Đặc điểm sợi Air jet...................................................................... 12
1.2.5. Đặc điểm sợi Air vortex................................................................ 16
1.3. Đặc trưng cơ học sợi dệt .................................................................... 18
1.3.1. Độ bền kéo .................................................................................... 18
1.3.2.Biến dạng đàn hồi ......................................................................... 19
1.3.3. Biến dạng dẻo ............................................................................... 20
1.3.4. Biến dạng nhão ............................................................................ 20
1.3.5. Độ uốn .......................................................................................... 20
1.3.6. Độ xoắn......................................................................................... 21
1.4. Đặc điểm cấu trúc vải dệt .................................................................. 24
1.4.1. Giới thiệu chung về vải dệt .......................................................... 24
1.4.2. Đặc trưng tính chất chung của vải ............................................. 25
1.5. Lý thuyết tính toán mối quan hệ độ bền sợi, vải ............................. 29
NguyÔn Thanh Nam

LuËn v¨n th¹c sü

Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

1.5.1. Công thức tính độ bền sợi đơn trong con sợi ............................. 29
1.5.2. Công thức tính độ bền tương đối ( ) sợi đơn ............................ 29
1.5.3. Công thức tính độ bền tương đối (Q0 )băng vải ......................... 30
1.5.4. Công thức tính độ bền băng vải .................................................. 30
1.6. Lý thuyết tính toán mối quan hệ độ giãn đứt sợi, vải..................... 31
1.6.1. Chiều dài đứt Lđ .......................................................................... 31
1.6.2. Độ giãn đứt lđ .............................................................................. 32
1.7. Kết luận ............................................................................................... 32
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............ 33
2.1. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................... 33
2.2. Đối tượng nghiên cứu......................................................................... 34
2.2.1. Mẫu vải thành phẩm.................................................................... 34
2.2.2. Mẫu sợi kéo ( Spun yarn ) ........................................................... 34
2.3. Nội dung nghiên cứu lý thuyết ......................................................... 35
2.3.1. Nghiên cứu cấu trúc điển hình một số loại sợi .......................... 35
2.3.2. Nghiên cứu lý thuyết độ bền, độ giãn đứt và độ không đều....... 36
2.3.3. Nghiên cứu lý thuyết các loại vải dệt thông dụng ...................... 37
2.3.4. Đặc trưng cơ học của vải............................................................. 39
2.3.5. Mối liên hệ giữa đặc trưng cơ học của sợi và vải....................... 40
2.4. Nghiên cứu thực nghiệm.................................................................... 41
2.4.1. Xác định các thông số kỹ thuật của sợi tách ra từ vải ............... 41
2.4.2. Xác định đặc trưng cơ học kéo đứt và độ giãn của băng vải..... 41

NguyÔn Thanh Nam

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

2.4.3. Tính toán quan hệ đặc trưng cơ học sợi và đặc trưng cơ học kéo
đứt và giãn đứt của vải........................................................................... 41
2.5. Thiết bị và thông số thực nghiệm ..................................................... 41
2.5.1. Thiết bị thử nghiệm độ bền kéo đứt ............................................ 41
2.5.2. Thiết bị thử nghiệm độ săn sợi .................................................... 42
2.6. Tiêu chuẩn phương pháp thử áp dụng............................................. 43
2.6.1. Điều kiện và thông số môi trường thử nghiệm........................... 43
2.6.2. Nội dung tiêu chuẩn phương pháp thử áp dụng ........................ 44
2.7. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm........................................... 44
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN....................... 45
3.1.Dữ liệu thông số cấu trúc vải thử nghiệm......................................... 45
3.2.Dữ liệu kết quả thử nghiệm sợi trong vải. ........................................ 45
3.3. Tính toán lý thuyết và thực nghiệm độ bền đứt băng vải .............. 46
3.5. Phân tích mối quan hệ giữa đặc trưng cơ học của sợi và đặc trưng
cơ học của vải............................................................................................. 50
3.5.1. Độ bền kéo đứt băng vải .............................................................. 50
3.5.2. Tính toán lý thuyết và thực nghiệm độ giãn đứt vải, sợi............ 56
KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN .................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 65

NguyÔn Thanh Nam

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-1: Thông số cơ bản của vải lựa chọn thực nghiệm............................. 34
Bảng 2-2: Điều kiện và thông số môi trường điều hòa và thử nghiệm theo
ISO-139-2005................................................................................ 43
Bảng 2-3: Nội dung tiêu chuẩn phương pháp thử áp dụng ............................. 44
Bảng 3-1: Thông số của các mẫu vải thử nghiệm........................................... 45
Bảng 3-2: Kết quả thử nghiệm đặc trưng cơ lý của sợi dọc ........................... 45
Bảng 3-3: Kết quả thử nghiệm đặc trưng cơ lý của sợi ngang ....................... 46
Bảng 3-4: Bảng độ bền băng vải theo tính toán.............................................. 46
Bảng 3-5: Bảng kết quả thử nghiệm độ bền kéo đứt băng vải (STRIP) ......... 47
Bảng 3-6: Bảng tổng hợp so sánh số liệu thực nghiệm Strip so với lý thuyết ......48
Bảng 3-7: Đánh giá độ chênh lệch mẫu 1 và mẫu 2 theo hướng dọc ............. 52
Bảng 3-8: Đánh giá độ chênh lệch mẫu 1 và mẫu 2 theo hướng ngang ......... 53
Bảng 3-9: Đánh giá độ chênh lệch mẫu 3 và mẫu 4 theo hướng dọc ............. 54
Bảng 3-10: Đánh giá độ chênh lệch mẫu 3 và mẫu 4 theo hướng ngang ....... 55
Bảng 3-11: Bảng tổng hợp các số liệu thực nghiệm vải sợi - hướng dọc....... 56
Bảng 3-12: Bảng tổng hợp các số liệu thực nghiệm vải sợi - hướng ngang... 59

NguyÔn Thanh Nam

LuËn v¨n th¹c sü

Ngành CN Vật Liệu Dệt may

Khóa 2009

DANH MC HèNH
Hỡnh 1-1: Nguyờn lý kộo si t x stapen ........................................................ 4
Hỡnh 1-2: Nguyờn lý kộo si con ni cc ......................................................... 4
Hỡnh 1-3: Cu trỳc si ni cc .......................................................................... 5
Hỡnh 1-4: Nguyờn lý kộo si t x theo phng phỏp OE roto........................ 7
Hỡnh 1-5: Nguyờn lý kộo si OE roto ............................................................... 8
Hỡnh 1-6: cu trỳc si OE roto .......................................................................... 8
Hỡnh 1-7: Nguyờn lý kộo si OE ma sỏt ......................................................... 10
Hỡnh 1-8: Cu trỳc si OE ma sỏt ................................................................... 11
Hỡnh 1-9: Qui trỡnh kộo si Air jet.................................................................. 12
Hỡnh 1-10: Nguyờn lý kộo si Air jet (MJS) .................................................. 13
Hỡnh 1-11: Xon x bao quanh lừi gm cỏc x song song ............................ 13
Hỡnh 1-12: Mc d x bao ngoi ca si Air jet ............................................ 14
Hỡnh 1-13: Cu trỳc cỏc loi si Air jet ......................................................... 14
Hỡnh 1-14: Nguyờn lý kộo si Air vortex (MVS) ........................................... 16
Hỡnh 1-15: Cu trỳc si Air vortex (MVS)..................................................... 17
Hỡnh 1-16: Hng xon ca si ...................................................................... 21
Hỡnh 1-17: S kt hp hng xon trong si ................................................. 22
Hỡnh 1-18: S kt hp hng xon trong vi ................................................. 23
Hỡnh 1-19: Biu th hin bn si ph thuc vo mc xon............. 23
Hỡnh 1-20: Vi dt .......................................................................................... 25
Hỡnh 1-21: dy ca vi .............................................................................. 26
Hỡnh 2-1: Cu trỳc cỏc loi si ....................................................................... 35
Hỡnh 2-2 : Biu so sỏnh bn v khụng u bn cỏc loi si ....... 36
Hỡnh 2-3: Biu so sỏnh gión tng ng vi bn cỏc loi si ........... 37
Hỡnh 2-4: Kiu dt võn im........................................................................... 38

Hỡnh 2-5: Kiu dt võn chộo ........................................................................... 38
Hỡnh 2-6: Kiu dt võn on ........................................................................... 39
Hỡnh 2-7: Mỏy th bn kộo t.................................................................. 41
Hỡnh 2-8: Mỏy th sn ............................................................................... 42
Hỡnh 3-1.Biu kt qu bn bng vi theo tớnh toỏn .............................. 47
Nguyễn Thanh Nam

Luận văn thạc sỹ


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 3-2. Biểu đồ kết quả thử nghiệm độ bền băng vải (STRIP)................... 48
Hình 3-3: Biểu đồ so sánh độ bền băng vải hướng dọc theo lý thuyết và thực
nghiệm (STRIP)............................................................................ 49
Hình 3-4: Biểu đồ so sánh độ bền băng vải hướng ngang theo lý thuyết và
thực nghiệm (STRIP) ................................................................... 49
Hình 3-5: So sánh các thông số của sợi trong mẫu vải 1 và 2 theo hướng dọc.....51
Hình 3-6: So sánh các thông số của sợi trong mẫu vải 1 và 2 theo hướng
ngang ............................................................................................ 52
Hình 3-7: So sánh các thông số của sợi trong mẫu vải 3 và 4 theo hướng dọc.....54
Hình 3-8: So sánh các thông số của sợi trong mẫu vải 3 và 4 theo hướng
ngang ............................................................................................ 55
Hình 3.9: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo hướng
dọc. Mẫu vải vân điểm - Cotton ................................................... 56
Hình 3.10: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng dọc. Mẫu vải vân chéo - Cotton ........................................ 57
Hình 3.11: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo

hướng dọc. Mẫu vải vân điểm - Pes ............................................. 57
Hình 3.12: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng dọc. Mẫu vải vân chéo - Pes ............................................. 58
Hình 3.13: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng ngang. Mẫu vân điểm - Cotton.......................................... 59
Hình 3.14: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng ngang. Mẫu vân chéo - Cotton .......................................... 60
Hình 3.15: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng ngang. Mẫu vân điểm - Pes............................................... 60
Hình 3.16: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng ngang. Mẫu vân chéo - Pes ............................................... 61
Hình 3.17: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng dọc ..................................................................................... 62
Hình 3.18: So sánh độ giãn đứt băng vải (%) và độ giãn đứt sợi (%) theo
hướng ngang ................................................................................. 62

NguyÔn Thanh Nam

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp Dệt luôn là trọng điểm của nền kinh tế xã hội đồng
thời các sản phẩm của ngành dệt vô cùng phong phú và chiếm tỷ trọng lớn trong
cuộc sống hàng ngày.Vải dệt là sản phẩm được hình thành từ quá trình liên kết
sợi, xơ bởi các phương pháp đặc thù. Vải dệt được ra đời rất lâu trong cuộc

sống, tuy nhiên các nghiên cứu tìm hiểu về các đặc trưng cơ học của vải vẫn còn
tiếp tục triển khai. Trong vài thập kỷ qua thay vì chỉ đơn giản là sử dụng như
một loại vật liệu quần áo vải dệt đã đạt được nhiều ứng dụng rộng dãi trong các
lĩnh vực khác. Do đó đòi hỏi nâng cao hơn những nghiên cứu đặc trưng cơ học
vải theo các tình huống khác nhau để tìm ra các mối liên hệ và sự ảnh hưởng của
xơ, sợi đến vải dệt. Đến nay có nhiều nghiên cứu cơ học vải về tải trọng cơ học
và các mối quan hệ biến dạng có quá nhiều tính năng đặc biệt của các thành
phần trong sợi, vải nên thành tựu kỹ thuật này còn rất hạn chế.
Luận văn kết hợp phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để đánh giá độ
bền, độ giãn của sợi liên quan đến độ bền, độ giãn vải. Trong công trình
nghiên cứu này các đặc trưng quan trọng của sợi ( sợi kéo ) tương tác đến các
đặc trưng cơ bản của vải được đề cập đến. Mục đích tìm ra mối quan hệ giữa
độ bền, độ giãn sợi và độ bền, độ giãn vải dệt. Để đạt được mục đích nêu trên
đề tài: "Nghiên cứu đặc trưng cơ học của sợi và ảnh hưởng của chúng đến
đặc trưng cơ học của vải dệt" đã tiến hành nghiên cứu theo các bước sau:
1. Tổng quan: Nghiên cứu lý thuyết đặc trưng cơ học sợi, vải dệt
2. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cơ học sợi, vải để
đánh giá mối tương quan và sự ảnh hưởng của sợi đến vải.
3.Cuối cùng là phần bàn luận kết quả nghiên cứu.
Luận văn này đã được thực hiện tại Viện Dệt May và Thời trang – Trường
NguyÔn Thanh Nam

1

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Dệt May-Tập đoàn Dệt May Việt nam
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Nhật Chương , các thầy cô giáo
trong Khoa, ban lãnh đạo và các cán bộ nhân viên Viện Dệt May đã tận tình
hướng dẫn và hết sức giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.

NguyÔn Thanh Nam

2

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN

1.1. Khái niệm về sợi dệt
Sợi là thành phẩm của hệ thống kéo sợi. Là kết quả của quá trình
chuyển đổi từ xơ đến sợi. Sợi được sản xuất ra có các tính chất phù hợp cho
việc gia công các sản phẩm sau như dệt vải may mặc, dệt vải công nghiệp, dệt
vải sử dụng trong nhà, các ứng dụng dây buộc... Sự đa dạng của các sản phẩm
sợi dựa trên các phương pháp hình thành. Có nhiều công nghệ khác nhau để
sản xuất sợi, ngoài hệ thống kéo sợi từ xơ ngắn rất phổ biến còn có hệ thống
kéo sợi từ polyme tạo ra các phi la măng đơn và phức.
Hiện nay có nhiều loại sợi khác nhau được ứng dụng vào cuộc sống vào kỹ
thuật... Tuy nhiên sợi được kéo ra từ xơ ngắn trên hệ thống kéo sợi nồi cọc
vẫn được sử dụng phổ biến. Nên trong luận văn này tôi chỉ trình bày sâu về

sợi kéo từ xơ ngắn trên thiết bị nồi cọc.
1.2. Đặc điểm các loại sợi
1.2.1. Đặc điểm sợi nồi cọc ( Sợi cổ điển )
1.2.1.1. Nguyên lý kéo sợi
Ngành kéo sợi đã có từ rất lâu và dựa trên một số nguyên tắc cơ bản để
thực hiện kéo sợi từ xơ:
- Nguyên lý xé, trộn
- Nguyên lý làm đều sản phẩm
- Nguyên lý kéo nhỏ
- Nguyên lý quấn sản phẩm

NguyÔn Thanh Nam

3

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 1-1: Nguyên lý kéo sợi từ xơ stapen
Quá trình hình thành sợi từ phương pháp kéo sợi cổ điển dựa trên
nguyên lý: Trong quá trình kéo dài xơ tạo thành lớp và luôn luôn được khống
chế bởi cơ cấu kéo dài sau đó việc tạo săn và quấn ống đều do một cơ cấu
thực hiện và được mô phỏng như sau.

Hình 1-2: Nguyên lý kéo sợi con nồi cọc

NguyÔn Thanh Nam

4

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

1.2.1.2. Đặc điểm cấu trúc sợi nồi cọc
Sợi được sản xuất ra trên thiết bị nồi cọc là hình thức liên kết giữa các
xơ xoắn với nhau để tạo ra sợi liên tục. Đặc trưng cấu trúc của sợi bao gồm
các yếu tố sau:
- Mức độ xoắn sợi.
- Độ bền
- Tính chất và vị trí các xơ trong sợi
- Số xơ và sự phân bố xơ trong tiết diện sợi.
- Mức độ xù lông

Hình 1-3: Cấu trúc sợi nồi cọc [ 17 ]
Sợi nồi cọc có cấu trúc rất gần với cấu trúc lý tưởng đến nay chưa có
phương pháp kéo sợi nào khác sản xuất được sợi có cấu trúc chặt chẽ như sợi
nồi cọc. Một điểm khác là trong cấu trúc sợi nồi cọc có sự di tản của xơ nghĩa
là có những xơ đi từ lớp này đến lớp khác của sợi. Nguyên do:
Khi băng xơ ra khỏi bộ phận kéo dài hình thành tam giác xơ trước khi tạo
thành sợi. Các xơ ở phía bên mép (cạnh của tam giác xơ) có sức căng lớn hơn
nên khi di chuyển nó có xu hướng đi gần vào tâm sợi hơn. Do vậy xảy ra hiện
tượng xơ ở lớp này xuyên sang lớp kia.

NguyÔn Thanh Nam

5

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

1.2.1.3. Tính chất của sợi nồi cọc
- Độ bền: Sợi cổ điển có độ bền rất cao vì hầu như tất cả các xơ và chiều
dài của xơ tham gia vào độ bền của sợi. Các xơ duỗi thẳng và song song nên
diện tích tiếp xúc giữa các xơ lớn, ma sát giữa các xơ tăng nên độ bền sợi cao.
- Độ đều: Độ đều của sợi chưa cao, cho dù sợi được sản xuất từ xơ bông
chất lượng tốt, với hệ chải kỹ và các máy kéo sợi có chất lượng bộ kéo dài tốt.
- Độ nhỏ: Sợi cổ điển đạt được phạm vi độ nhỏ rất rộng. Thực tế
thường dùng phương pháp cổ điển sản xuất sợi có độ nhỏ 83,3 ~ 5,88 tex
(Nm 12 ~ 170).
- Các tính chất khác: Do kết cấu chặt chẽ nên sợi cổ điển ít xù lông,
nhưng cũng vì vậy mà khả năng chịu mài mòn của sợi kém, độ giãn đứt của
sợi thấp.
1.2.1.4. Phạm vi ứng dụng sợi nồi cọc
Sợi cổ điển có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Nó
không chỉ được dùng để dệt vải may quần áo mặc ngoài, mặc lót, bảo hộ lao
động… mà còn được dùng để làm ra các loại vải dùng làm ga trải giường,
khăn bàn, chăn đệm, riđô và dùng cho thể thao, du lịch, trang trí…
1.2.2. Đặc điểm sợi OE roto

1.2.2.1. Nguyên lý kéo sợi OE roto
Nguyên lí kéo sợi một đầu mở ( open end ) xuất hiện vào khoảng cuối
thế kỷ 19. Theo nguyên lý này thì các công đoạn đầu của việc kéo sợi tương
tự như kéo sợi nồi cọc

NguyÔn Thanh Nam

6

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 1-4: Nguyên lý kéo sợi từ xơ theo phương pháp OE roto
Nguyên lý hình thành sợi OE roto như sau dòng xơ đưa vào được phân
tách ra thành xơ đơn bởi mặt kim trục chải. Xơ bay tự do một đoạn theo
mương vận chuyển đến tập trung ở rãnh chữ V của rôto quay với tốc độ cao.
Một đầu sợi từ ngoài được mồi vào nhờ lực hút của dòng khí tạo ra do rôto
quay tiếp xúc với đầu dòng xơ ở rãnh rôto văng ra, dòng xơ được kéo dần ra
và tạo thành sợi quấn thành búp sợi. Sợi có độ bền do được tạo săn nhờ rôto
quay phối hợp với sự chuyển hướng của dòng xơ khi tạo thành sợi. Như vậy ở
phương pháp này việc tạo săn và quấn ống do hai cơ cấu khác nhau thực hiện,
búp sợi thành phẩm có kích thước (khối lượng) lớn lại ở ngoài. Nhờ vậy
phương pháp kéo sợi OE có năng suất rất cao. Đồng thời nó còn có nhiều tiềm
năng phát triển để tăng năng suất và tối ưu hóa quá trình kéo sợi.

NguyÔn Thanh Nam

7

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 1-5: Nguyên lý kéo sợi OE roto [17]
1.2.2.2. Đặc điểm cấu trúc sợi OE roto
Cấu trúc của sợi OE roto chưa hoàn chỉnh. Sợi gồm 2 phần : Phần lõi
gồm các xơ hầu như duỗi thẳng và song song ; phần bề mặt gồm số xơ ít hơn
bao bọc lõi với những độ xoắn rất khác nhau. Mật độ xơ trên mặt cắt ngang
không đồng đều, ở lõi sợi mật độ cao hơn. Mật độ cao nhất ở khoảng 1/4 ~
1/3 bán kính sợi tính từ trục sợi, và giảm dần ra phía ngoài. Ngoài ra còn có
những xơ xoắn bao quanh thân sợi gọi là xơ bắc cầu.

Hình 1-6: cấu trúc sợi OE roto [17]
NguyÔn Thanh Nam

8

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

1.2.2.3. Tính chất sợi OE roto
- Độ bền: Do đặc điểm cấu trúc nên hệ số sử dụng độ bền của xơ trong
sợi không cao dẫn đến độ bền đứt của sợi OE không cao. Khi chịu lực tác
dụng, chỉ có các xơ trong lõi sợi tham gia chống lực tác dụng. Các xơ bao
ngoài hầu như không có tác dụng ấy.
- Độ mảnh: Độ nhỏ của sợi OE rôto có giới hạn trong khoảng Nm10~60
(100~166 tex ). Giới hạn độ nhỏ của sợi rôto cũng bởi cấu trúc của nó qui
định. Tính ổn định của sợi do phần xơ ở lõi sợi quyết định. Nếu tăng độ nhỏ,
tức là giảm số lượng xơ trên tiết diện sợi, sợi sẽ giảm đều và giảm bền nhất 2
lớp, không đảm bảo yêu cầu sử dụng.
- Các tính chất khác: Sợi OE rôto trong phạm vi độ nhỏ hợp lí có độ đều
cao về cả độ nhỏ và độ bền. Kết cấu sợi xốp, độ bền mài mòn cao. Sợi kém
mềm mại, do các vòng xơ xoắn ngược tạo ra. Độ giãn đứt sợi OE rôto khá
cao, do trạng thái kém duỗi thẳng và song song của các xơ trong sợi duỗi ra
khi sợi kéo. Sợi OE rôto có khả năng cách nhiệt tốt - sợi rôto lớn hơn sợi cổ
điển 10 – 15 % - và khả năng cách nhiệt của nó cũng tốt hơn đến 10 %. Nhờ
tính xốp nên sợi OE rôto dễ ngấm thuốc nhuộm, ngấm hồ …do đó thuận lợi
cho quá trình rũ hồ hoàn tất sản phẩm dung sợi OE.
1.2.2.4.Phạm vi ứng dụng sợi OE roto
Sợi Rôto được dùng trong lĩnh vực dệt thoi, không thoi và dệt kim, để
sản xuất các mặt hàng có tính năng sử dụng như sợi cổ điển. Nhưng về cấu
trúc cũng như các tính chất, sợi OE rôto còn một số nhược điểm quan trọng
(độ bền và độ nhỏ) cho nên phạm vi sử dụng chưa được mở rộng.
- Trong lĩnh vực may mặc, sợi OE rôto chỉ có thể dệt các mặt hang cho
thể thao và du lịch. Sợi OE rôto được sử dụng rộng rãi hơn để dệt các mặt
NguyÔn Thanh Nam

9

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

hàng dùng trong nhà như : Vải trải bàn, chăn, đệm, ga giường, riđô, thảm,…
và các loại vải trang trí.
- Đặc biệt sợi OE rôto có độ đều khá tốt, độ sạch cao ( dùng nguyên liệu
tốt ) tính thẩm thấu tốt … nên dùng cho dệt kim rất thích hợp.
1.2.3. Đặc điểm sợi OE ma sát
1.2.3.1. Nguyên lý kéo sợi OE ma sát
Nguyên lý kéo sợi OE ma sát do giáo sư người Áo Ernst Fehr bắt đầu
tìm ra năm 1971. Qúa trình công nghệ của phương pháp OE ma sát chỉ khác
phương pháp OE- rôto ở công đoạn kéo sợi con (máy kéo sợi con). Còn tất cả
các công đoạn khác hoàn toàn giống nhau. Theo phương pháp này việc tạo
săn nhờ ma sát với bề mặt 2 thùng quay dòng xơ được xoay để tạo săn rồi
hình thành sợi. Nhờ vậy khả năng tăng tốc độ kéo sợi của phương pháp này
rất cao và có nhiều triển vọng ứng dụng để kéo sợi chi số cao.

Hình 1-7: Nguyên lý kéo sợi OE ma sát [13]
1.2.3.2. Đặc điểm cấu trúc sợi OE ma sát
Cấu trúc của sợi là một yếu tố quan trọng có nhiều ảnh hưởng đến tính
chất của sợi. Sợi OE ma sát hình thành từ giải xơ nhờ quá trình ma sát với cơ
cấu tạo săn là hai thùng quay, cho nên cấu trúc của xơ khác sợi OE rôto và
khác hoàn toàn sợi cổ điển.
NguyÔn Thanh Nam

10

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 1-8: Cấu trúc sợi OE ma sát [13]
1.2.3.3. Tính chất sợi OE ma sát
Sợi OE ma sát hình thành nhờ quá trình ma sát với cơ cấu tạo săn cho
nên cấu trúc của xơ khác sợi OE rôto và khác hoàn toàn sợi cổ điển.
- Sợi Oe ma sát kém bền.
- Một khác biệt nữa của sợi OE ma sát so với sợi cổ điển là khi kéo đứt
nó có 2 thời điểm thể hiện độ bền tối đa cách nhau.
- Độ nhỏ của sợi hiện nay trung bình và thấp .
- Độ săn sợi OE ma sát việc xác định độ săn của sợi OE ma sát nói riêng
( và các loại sợi OE nói chung ) rất khó chính xác, người ta chưa tìm được
phương pháp riêng hoàn chỉnh. Do đó vẫn dùng phương pháp mở xoắn kép
- Độ bền của sợi do đặc điểm công nghệ, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến
sự hình thành sợi. Việc không rõ các thông số ( yếu tố ) đó là rất khó. Cho nên
sợi OE ma sát có độ không đều về các chỉ tiêu chất lượng rất lớn, đặc biệt là
không đều về độ mảnh và độ bền. Đó cũng là lí do cơ bản cho thấy phương
pháp này chưa kéo được sợi có độ mảnh cao đảm bảo yêu cầu chất lượng và
công nghệ.
1.2.3.4. Phạm vi ứng dụng sợi OE ma sát
Sợi OE ma sát được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là sản xuất
sợi kỹ thuật:
Trong công nghiệp.
NguyÔn Thanh Nam

11

LuËn v¨n th¹c sü


Ngành CN Vật Liệu Dệt may

Khóa 2009

- Si cú bn cao lm dõy tht lng an ton, bng truyn, vi lc,
ng ng, vi nn trong sn xut pht v da tng hp....
- Sn phm dựng ngoi tri, vi ph xe ti, xe tng ( dựng x phi la mng
tng bn cho si )
Vi cho tụ tụ, qun ỏo bo h, vi lc, vi chn, vi bc gh, vi nn cho
thm, vi trang trớ, qun ỏo cho du lch, th thao; qun ỏo lút v mc ngoi;
ch khõu, dựng cho sn xut giy, va li, vi nhung.
1.2.4. c im si Air jet
1.2.4.1. Nguyờn lý kộo si Air jet
c trng chung ca phng phỏp Air jet l dũng khớ cun xoỏy ca
mt hay nhiu mi phun úng vai trũ c cu cp xon. Cỏc bc cụng ngh
ca quỏ trỡnh hỡnh thnh si:

Hỡnh 1-9: Qui trỡnh kộo si Air jet
c im ca phng phỏp kộo si ny l s tỏch x bao v s xon ca
nhng x ny quanh lừi gm cỏc x song song nh dũng khớ cun xoỏy ca
mt hay nhiu mi phun
Phng phỏp MJS ca Murata ( Air jet) c trỡnh by trờn hỡnh
Nguyễn Thanh Nam

12

Luận văn thạc sỹ


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Hình 1-10: Nguyên lý kéo sợi Air jet (MJS)[12]
Hai mũi phun N1 và N2 được sử dụng để xoắn các xơ bao. Chúng được
lắp đặt ở giữa khoảng từ suốt ra FR của bộ kéo dài và suốt dẫn sợi ra DR.
Mũi phun N1 dùng để tạo ra xơ bao bọc lấy lõi sợi, mũi phun N2 tạo ra xoắn
thật. Cac xơ bao ngoài dòng xơ có độ săn rất nhỏ và hướng xoắn phù hợp với
hướng của các xơ lõi được xoắn.
1.2.4.2. Đặc điểm cấu trúc sợi Air jet
Sợi Air jet khác với sợi của các phương pháp khác là cấu trúc sợi thay
đổi dọc theo chiều dài. Sợi được chia thành hai phần: phần lõi sợi các xơ có
định hướng song song với nhau, phần xơ bao chủ yếu trên bề mặt xung quanh
lõi tạo độ bền cho sợi. Độ bền và độ chắc của sợi Air jet là do các xơ bao tác
dụng áp lực lên các xơ song song và ngăn cản sự trượt của các xơ khi có sự
tác dụng lực từ bên ngoài. Nhiều công trình nghiên cứu đã cho thấy sự xoắn
của các xơ bao quanh lõi được thực hiện nhờ một đầu xơ bao còn gẵn trong
lõi và mô men xoắn M1 làm cho đầu xơ tự do xoắn lại quanh lõi. Hình 1-11
cho thấy hiện lượng này.

Hình 1-11: Xoắn xơ bao quanh lõi gồm các xơ song song [12]
NguyÔn Thanh Nam

13

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

Phân loại các cấu trúc sợi Air jet.
Căn cứ vào chiều dài xơ bao và mức độ cuốn xung quanh lõi phân biệt ba
loại cấu trúc
Xơ dài

Xơ ngắn

Xơ ngắn

Độ bền cao

Độ bền thấp

Độ bền cao

Hình 1-12: Mức dộ xơ bao ngoài của sợi Air jet [12]
Căn cứ vào ngoại quan của sợi phân biệt các cấu trúc:
Xơ lõi tạo ra thân sợi chủ yếu của sợi hình 1- 13(a). Các xơ tương đối song
song có xoắn với mức độ thấp hoặc không xoắn.

(a)

(b)

(c)
Hình 1-13: Cấu trúc các loại sợi Air jet [12]

NguyÔn Thanh Nam

14

LuËn v¨n th¹c sü


Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may

Khãa 2009

a) Xơ lõi tạo ra thân sợi
b) Xơ bao tùy theo vị trí và chiều dài làm cho sợi có hình sóng hoặc quăn
c) Ngoại quan không đều của sợi do góc xoăn và tần suất bao thay đổi
dọc theo chiều dài sợi
1.2.4.3. Tính chất sợi Air jet
- Độ bền của sợi Air jet thấp hơn so với sợi nồi cọc. Nếu là sợi cotton, độ
bền sợi Air jet thấp hơn 40-45% so với sợi nồi cọc. Nếu là sợi pha
Polyester/cotton, độ bền sợi thấp hơn 10-15%.
Tuy nhiên sợi Air jet được hình thành bởi các dòng khí thổi cho nên một
số tính chất của sợi tốt hơn sợi nồi cọc.
- Sợi có độ nhỏ cao. Có thể sản xuất được sợi có độ nhỏ 10tex
- Độ sạch của sợi Air jet tốt hơn so với sợi nồi cọc nhờ có hệ thống thổi
tạp, bụi
- Do sợi có các xơ bao ngoài cho nên sợi có khả năng chịu ma sát cao

hơn sợi nồi cọc
- Sợi Air jet ít bị xù lông hơn so với sợi nồi cọc
- Sợi Air jet có khả năng co giãn tốt hơn so với sợi nồi cọc
- Sợi Air jet có độ cứng khá cao ( gấp 2 lần độ cứng sợi PE roto)
1.2.4.4. Phạm vi ứng dụng sợi Air jet
Sợi được sử dụng dệt các mặt hàng cho may mặc thông thường , thể
thao du lịch và các sản phẩm thông dụng khác trong gia đình. Đặc biệt do sợi
có một số tính chất tốt nên thường dùng cho các sản phẩm dệt kim.

NguyÔn Thanh Nam

15

LuËn v¨n th¹c sü


Ngành CN Vật Liệu Dệt may

Khóa 2009

1.2.5. c im si Air vortex
1.2.5.1. Nguyờn lý kộo si Air vortex
Nguyờn lý kộo si MVS da trờn cụng ngh ó cú ca MJS. Khỏc nhau
ch s hỡnh thnh xon ca Air vortex khỏc vi Air jet. C cu hỡnh thnh
thnh xon gm cm mi phun to ra dũng khớ xoỏy, giỏ kim, cc rng
v b phn dn hng.
Dũng khớ cun xoỏy bờn trong cỏc mi phun tỏc ng lờn di x lm
cho cỏc x ch o c cun lờn giỏ kim v b phn dn hng tip n
u x ch o c kộo vo cc rng bi cỏc x ca phn dũng x trc ú
dó c xon thnh si.

Hỡnh 1-14: Nguyờn lý kộo si Air vortex (MVS) [12]
1.2.5.2. c im cu trỳc si Air vortex
Si MVS cng nh si MJS cú cu trỳc bao gm hai phn : phn lừi si
cỏc x cú nh hng song song vi nhau, phn x bao ngoi ch yu bú cỏc x
phn lừi to bn cho si. Tuy nhiờn phn x bú bao ngoi nhiu hn vi MJS.
Nguyễn Thanh Nam

16

Luận văn thạc sỹ