Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến tính chất cơ lý của vải dệt thoi

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

NGUYỄN THỊ SEN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN
NGUYÊN LIỆU SỢI NGANG ĐẾN TÍNH CHẤT
CƠ LÝ CỦA VẢI DỆT THOI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

Hà Nội – Năm 2016


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

NGUYỄN THỊ SEN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN
NGUYÊN LIỆU SỢI NGANG ĐẾN TÍNH CHẤT
CƠ LÝ CỦA VẢI DỆT THOI

Chuyên ngành: Công nghệ Vật Liệu Dệt may
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. GIẦN THỊ THU HƢỜNG

HÀ NỘI - Năm 2016

Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Giần Thị Thu Hường,
người thầy đã tận tâm hướng dẫn, động viên và khuyến khích tôi hoàn thành luận
văn.
Lời cảm ơn thứ hai tôi xin chân thành gửi tới các Thầy, Cô giáo Viện Sau Đại
học, Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã
nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Lương Thị Công Kiều giám đốc trung tâm
và các Anh, Chị ở trung tâm thí nghiệm Dệt May thuộc Phân Viện Dệt May tại
Tp.HCM đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, thực hiện những thí nghiệm
của đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Anh, Chị và Ban giám đốc Công ty
Dệt vải Phong Phú, đã giúp đỡ tôi trong việc tìm hiểu và dệt vải phục vụ cho đối
tượng nghiên cứu của luận văn.
Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơn tới gia đình những người đã cùng chia sẻ,
động viên, tạo mọi điều kiện để tôi yên tâm hoàn thành luận văn.
Người thực hiện

Nguyễn Thị Sen

Nguyễn Thị Sen

-1-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, toàn bộ nội dung được trình bày trong luận văn đều do tác
giả tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Giần Thị Thu Hường. Kết quả
nghiên cứu luận văn được thực hiện tại Trung tâm thí nghiệm Dệt May – Phân Viện
Dệt May tại Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn không có sự sao
chép từ những luận văn khác.
TP.HCM, Ngày tháng 04 năm 2016

Nguyễn Thị Sen

Nguyễn Thị Sen

-2-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

MỤC LỤC

Nội dung

Trang

Lời cảm ơn ............................................................................................................ 1
Lời cam đoan ........................................................................................................ 2
Mục lục .................................................................................................................. 3
Danh mục các ký hiệu, các chữ cái viết tắt ............................................................ 6
Danh mục các bảng biểu ........................................................................................ 7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ................................................................................ 8
Lời mở đầu .......................................................................................................... 10
1. Lý do chọn đề tài............................................................................................ 10
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn ................................................................ 11
3. Các kết quả đạt được ...................................................................................... 11
Chƣơng 1. Tổng quan nghiên cứu .................................................................... 12
1.1. Cấu trúc vải dệt thoi ................................................................................... 12
1.1.1. Thành phần cấu tạo. ............................................................................... 12
1.1.1.1. Đặc tính của xơ bông (cotton) ....................................................... 14
1.1.1.2. Xơ polyester ..................................................................................... 17
1.1.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sợi ................................................ 20
1.1.2. Cách bố trí sợi trong vải ........................................................................ 21
1.1.3. Hình thức liên kết sợi trong vải ............................................................. 24
1.2. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến một số tính chất cơ
lý của vải dệt thoi ........................................................................................ 26
1.2.1. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ bền kéo đứt
của vải ................................................................................................... 27
1.2.1.1. Vải dệt từ sợi dọc và sợi ngang có cùng thành phần nguyên
liệu......................................................................................................... 27
1.2.1.2. Vải dệt từ sợi ngang có thành phần nguyên liệu khác nhau ............. 29
1.2.2. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ giãn đứt

tương đối của vải................................................................................... 30
Nguyễn Thị Sen

-3-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

1.2.3. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ bền xé của
vải ......................................................................................................... 31
1.2.4. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ bền mài
mòn của vải ........................................................................................... 32
1.2.5. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến góc hồi nhàu
của vải dệt ............................................................................................. 33
1.2.6. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến sự thay đổi kích
thước sau giặt của vải............................................................................ 34
1.2.7. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ thoáng khí
của vải ................................................................................................... 35
1.3. Kết luận chương 1 ....................................................................................... 36
Chƣơng 2. Nội dung, đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu ....................... 37
2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 37
2.2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 37
2.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 38
2.3.1. Phương pháp xác định mật độ dọc, mật độ ngang của vải .................... 39
2.3.2. Phương pháp xác định tỷ lệ polyester/bông trong vải ........................... 39
2.3.3. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt tương đối

của vải ................................................................................................... 41
2.3.4. Phương pháp xác định độ bền xé rách của vải ...................................... 44
2.3.5. Phương pháp xác định độ bền mài mòn của vải .................................... 45
2.3.6. Phương pháp xác định góc hồi nhàu của vải ......................................... 46
2.3.7. Phương pháp xác định sự thay đổi kích thước sau giặt của vải ............. 48
2.3.8. Phương pháp xác định độ thoáng khí của vải ........................................ 49
2.3.9. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................... 51
2.4. Kết luận chương 2 ....................................................................................... 52
Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận .................................................... 53
3.1. Sự thay đổi kích thước và mật độ của vải sau tiền xử lý ............................ 53
3.2. Xác định tỷ lệ polyester trong vải ............................................................. 54

Nguyễn Thị Sen

-4-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

3.3. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến độ bền kéo
đứt và độ giãn đứt của vải ........................................................................... 56
3.4. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến độ bền xé và
độ bền mài mòn của vải ............................................................................... 59
3.5. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến khả năng
kháng nhàu của vải ...................................................................................... 61
3.6. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến sự thay đổi

kích thước sau giặt của vải .......................................................................... 62
3.7. Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi đến độ thoáng khí của
vải ................................................................................................................ 64
Kết luận ............................................................................................................... 66
Hƣớng nghiên cứu tiếp theo .............................................................................. 66
Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 68
Phụ lục ................................................................................................................. 70

Nguyễn Thị Sen

-5-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASTM (American Society for Testing and Material): Tổ chức thử nghiệm và vật
liệu Hoa Kỳ.
ISO (International Organization for Standardization): Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế.
TCVN: Tiêu chuẩn quốc gia.
TPP (Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement ): Hiệp định Đối tác
Kinh tế Chiến lược xuyên Thái Bình Dương.
ad, an: Độ co dọc, độ co ngang (%)
CVN: Biến sai chi số (%)
CVP: Biến sai cường lực (%)
Đktc: Điều kiện tiêu chuẩn

Rd Rn: Rappo dọc, rappo ngang
Pd, Pn : Mật độ sợi dọc, mật độ sợi ngang ( sợi/10cm)
ℇd, ℇn: Độ giãn đứt dọc, độ giãn đứt ngang (%)
Pđd, Pđn: Độ bền kéo đứt theo chiều dọc, độ bền kéo đứt theo chiều ngang (N)
Pxd, Pxn: Độ bền xé theo chiều dọc, độ bền xé theo chiều ngang (N)
T : Độ săn T (x/m)
∆T: Sai lệch độ săn (%)
Hk: Độ xù lông (%)
α : Góc hồi nhàu (độ)
K: Hệ số chống nhàu (%)
Kp : Độ thoáng khí (cm3/s/cm2)
Nep: Số hạt kết
Nm: Chi số sợi
U: Độ không đều USTER (%)

Nguyễn Thị Sen

-6-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Tên bảng

Trang

Kết quả xác định độ giãn đứt tương đối của vải có thành
Bảng 1.1

30
phần nguyên liệu sợi khác nhau.

Bảng 2.1

Các thông số kỹ thuật của vải dệt thoi.

37

Các chỉ tiêu cơ lý của sợi Nm 51/1 100% cotton và
Bảng 2.2

38

sợi Nm 51/1 PeCo 65/35.

Bảng 3.1

Kết quả kiểm tra khổ rộng vải sau tiền xử lý.

53

Bảng 3.2

Mật độ sợi dọc và mật độ sợi ngang của vải.

54

Bảng 3.3

Thành phần nguyên liệu của vải.

56

Độ bền kéo đứt theo chiều dọc và chiều ngang của vải dệt
Bảng 3.4

57
thoi.

Bảng 3.5

Độ giãn đứt theo chiều dọc và chiều ngang của vải

58

Bảng 3.6

Độ bền xé rách của vải.

59

Bảng 3.7

Độ bền mài mòn của vải.

60

Bảng 3.8

Kết quả thí nghiệm góc hồi nhàu của vải.

61

Bảng 3.9

Kết quả kiểm tra kích thước sau giặt của vải.

63

Bảng 3.10 Kết quả đo độ thoáng khí của hai mẫu vải .

Nguyễn Thị Sen

-7-

64

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Tên hình vẽ

Trang

Hình 1.1

Vải dệt thoi.

12

Hình 1.2

Cấu trúc phân tử xơ bông.

14

Hình 1.3

Cấu tạo của xơ bông.

15

Hình 1.4

Công thức hóa học tổng quát.

18

Hình 1.5

Cấu tạo của đại phân tử polyester.

18

Hình 1.6

Xơ polyester nhìn trên kính hiển vi.

19

Hình 1.7

Sơ đồ một đơn vị diện tích của vải để tính độ chứa đầy.

22

Hình 1.8

Các pha cấu tạo của vải.

23

Hình 1.9

Kiểu dệt vân điểm.

24

Hình 1.10 Kiểu dệt vân chéo.

25

Hình 1.11 Kiểu dệt vân đoạn.

26

Hình 1.12

Hình 1.13

So sánh độ bền theo chiều dọc của vải pha PeCo và vải
100%bông.
So sánh độ bền theo chiều ngang của vải pha PeCo và vải
100%bông.

28

28

So sánh độ bền theo chiều dọc của vải được dệt từ sợi
Hình 1.14 ngang là sợi 100%bông và sợi ngang là sợi pha PeCo (sợi
dọc là sợi 100%bông).
Hình 1.15

Hình 1.16

Hình 1.17

Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến độ
bền xé rách của vải .

Độ giảm khối lượng sau mài mòn của vải có tỷ lệ thành
phần polyester/bông khác nhau.
Góc hồi nhàu của vải có tỷ lệ thành phần polyester/bông
khác nhau.

29

31

33

34

Hình 1.18 Độ co của vải dệt thoi sau giặt.

35

Hình 1.19 Độ thoáng khí của vải dệt thoi.

35

Nguyễn Thị Sen

-8-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

Hình 2.1

Dụng cụ soi mật độ vải.

39

Hình 2.2

Cân Ohaus – Explorer.

40

Hình 2.3

Cách lấy mẫu thử độ bền kéo đứt, độ giãn đứt.

42

Hình 2.4

Máy kéo đứt Testometric M350 – 5KN.

42

Hình 2.5

Cách lấy mẫu thử độ bền xé rách.

44

Hình 2.6

Kích thước mẫu thử độ bền xé rách.

44

Hình 2.7

Máy thử độ bền xé rách.

44

Hình 2.8

Máy thử độ mài mòn.

46

Hình 2.9

Dụng cụ xác định góc hồi nhàu.

47

Hình 2.10 Dưỡng đo chuyên dùng.

48

Hình 2.11 Máy giặt mẫu.

48

Hình 2.12 Máy sấy khô.

48

Hình 2.13 Sơ đồ xác định độ thoáng khí.

49

Hình 2.14 Thiết bị đo độ thoáng khí.

50

Biểu đồ so sánh độ bền kéo đứt theo chiều dọc Pđd và
Hình 3.1

theo chiều ngang Pđn của mẫu vải có thành phần nguyên
liệu sợi ngang khác nhau.

57

Biểu đồ so sánh độ giãn đứt theo chiều dọc Ɛ d và theo
Hình 3.2

chiều ngang Ɛ n của mẫu vải có thành phần nguyên liệu
sợi ngang khác nhau.

58

Biểu đồ so sánh độ bền xé rách theo chiều dọc Pxd và
Hình 3.3

theo chiều ngang Pxn của mẫu vải có thành phần nguyên
liệu sợi ngang khác nhau.

Hình 3.4

Hình 3.5

Nguyễn Thị Sen

60

Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến
góc hồi nhàu α (độ) và hệ số kháng nhàu K(%) của vải.

62

Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu sợi ngang đến
độ co dọc ad, độ co ngang an sau giặt của vải dệt thoi.

63

-9-

Khóa 2014B

Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngành dệt may trong nhiều năm qua luôn là một trong những ngành xuất khẩu
chủ lực của Việt Nam có nhiều đóng góp vào thành tích xuất khẩu chung của cả
nước. Theo số liệu của Tổng cục Hải quan năm 2015, dệt may giữ vững ngôi vị thứ
hai, đạt kim ngạch trên 27,2 tỷ USD, tăng trưởng 8,91% so với năm 2014. Kim
ngạch xuất khẩu sang các thị trường chính đều tăng như thị trường Hoa Kỳ, Nhật
Bản, Hàn Quốc.. Với những ưu đãi thuế quan trong Hiệp định TPP, dệt may Việt
Nam có thể dành thêm nhiều thị phần nhập khẩu từ Trung Quốc - nhà xuất khẩu số
một về hàng dệt may, vào thị trường Hoa Kỳ và Nhật Bản.
Hiệp định TPP sẽ thúc đẩy nhanh đầu tư nước ngoài vào công nghiệp phụ trợ.
Đây cũng là thách thức của ngành dệt may Việt nam, vì hiện nay ta đang phải nhập
khẩu đến trên 65% nguyên phụ liệu. Toàn ngành dệt may hiện cần khoảng 8,7 tỷ
mét vải/năm, nhưng với năng lực và công nghệ còn nhiều bất cập, nên Việt Nam chỉ
sản xuất được gần 3 tỷ mét vải/năm. Trong khi chưa đủ lực tự gia tăng sản xuất
trong nước, 6 tỷ mét vải thiếu hụt phải nhập khẩu chủ yếu từ Trung Quốc, Hàn
Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, còn nhập từ các nước TPP chỉ chiếm 5,3%. Rõ ràng, sức
ép về chủ động nguồn nguyên phụ liệu tại chỗ, đặc biệt là khâu dệt vải, nhuộm hoàn
tất của ngành dệt may là rất lớn và chưa thể giải quyết được trong ngắn hạn. Vì vậy
để chủ động về nguyên liệu cho ngành may, ngành dệt đang thực hiện đồng bộ
nhiều giải giáp trong đó có giải pháp về công nghệ và thiết bị, bên cạnh việc đầu tư
máy móc thiết bị.
Vai trò của ngành dệt đối với ngành may nói riêng và ngành dệt may nói
chung là rất lớn, vì vải là một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến chi phí và
chất lượng cuối cùng của một sản phẩm may mặc. Mỗi loại vải có những đặc điểm

riêng về cấu trúc, quyết định bởi thành phần cấu tạo, sự bố trí của các thành phần
trong vải và hình thức liên kết của các thành phần đó, phụ thuộc vào quy trình công
nghệ sản xuất cũng như quá trình sản xuất của từng công đoạn. Đặc điểm cấu trúc
kéo theo các đặc điểm và sự khác biệt của các loại vải về hình dạng bên ngoài, về
Nguyễn Thị Sen

-10-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

các tính chất cơ lý và phạm vi ứng dụng. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhu
cầu sử dụng các sản phẩm may mặc từ vải sợi pha là rất lớn và phổ biến, trong đó
có vải sợi polyester pha bông, đã kết hợp được các đặc tính ưu việt của sợi polyester
như tính ổn định kích thước, độ bền, khả năng chịu mài mòn và dễ dàng sử dụng,
bảo quản và được bổ sung thêm các đặc tính nổi trội của sợi bông như độ mềm mại,
khả năng hút ẩm, tính tiện nghi thoải mái. Trong ngành công nghiệp may mặc, các
loại vải polyester pha bông đang được ưa chuộng sử dụng như áo sơ mi, quần âu,
quần áo đồng phục...
Để góp phần nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu là
một trong những yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc vải dệt thoi và nâng cao chất lượng
của vải sợi polyester pha bông, đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần
nguyên liệu sợi ngang đến một số tính chất cơ lý vải dệt thoi.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xác định sự ảnh hưởng của thành
phần nguyên liệu sợi ngang (sợi polyester pha bông và sợi 100%bông) đến một số

tính chất cơ lý của vải dệt thoi, giúp cho việc thiết kế và lựa chọn những loại vải dệt
thoi polyester pha bông phù hợp với các sản phẩm may mặc.
3. Các kết quả đạt được
Luận văn nghiên cứu gồm:
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan
Chương 2: Nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Kết luận của luận văn
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

Nguyễn Thị Sen

-11-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. CẤU TRÚC VẢI DỆT THOI
Vải dệt thoi là sản phẩm dạng tấm, do hai hệ sợi đan thẳng góc với nhau theo
quy luật nhất định tạo thành. 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. Loại vải này được
sản xuất phổ biến trên những máy dệt dùng con thoi làm nhiệm vụ dẫn sợi ngang
đan với sợi dọc. Ngành chế tạo máy dệt phát triển đã thay con thoi bằng các dạng cơ

cấu khác như: kẹp, kiếm, khí hay nước, nhưng nguyên lý đan để tạo thành vải vẫn
không thay đổi.

Hình 1.1. Vải dệt thoi
Cấu trúc vải dệt thoi được đặc trưng bởi thành phần cấu tạo, cách bố trí sợi
trong vải và hình thức liên kết các sợi trong vải.
1.1.1. Thành phần cấu tạo
Thành phần cấu tạo của vải dệt thoi là sợi. Sợi dệt có thể gồm thuần nhất một
loại nguyên liệu hay nhiều loại nguyên liệu pha với nhau tùy theo mục đích sử
dụng. Nguyên liệu dùng kéo sợi rất đa dạng như bông, len, tơ tằm, tơ nhân tạo, lanh
và một số xơ libe khác [1,2]. Sợi PeCo là sợi pha thường được sử dụng để dệt các
loại vải thông thường, gồm có hai thành phần nguyên liệu là xơ polyester và xơ
bông (Cotton), tỷ lệ giữa các thành phần thường thấy là PeCo 65/35 (65% Polyester
và 35% Cotton); PeCo 83/17 hay PeCo 50/50… Theo phương pháp sản xuất, sợi có
thể được kéo theo phương pháp cổ điển hình thành bằng biến dạng xoắn hoặc theo
Nguyễn Thị Sen

-12-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

phương pháp hiện đại hình thành bằng liên kết bó hoặc kết dính. Theo hệ thống
thiết bị, trong đó công đoạn chải đóng vai trò quyết định đối với chất lượng, sợi
được gọi là sợi chải kỹ, sợi chải thô hay sợi chải liên hợp. Dạng sợi có thể là dạng
sợi đơn, sợi xe hay sợi chập. Trong dệt thoi, sợi được phân thành sợi dọc và sợi

ngang. Thường sợi dọc khác sợi ngang ở chỗ, sợi dọc được kéo từ nguyên liệu chất
lượng tốt hơn, độ săn sợi dọc cao hơn độ săn sợi ngang. Hướng xoắn của sợi thể
hiện hướng bố trí của của thành phần cấu tạo nên sợi. Hướng xoắn có thể là trái còn
gọi là hướng xoắn S, hoặc phải còn gọi là hướng xoắn Z. Để dệt vải, hướng xoắn
của sợi dọc và sợi ngang có thể giống nhau hoặc khác nhau. Nếu sợi dọc và sợi
ngang có hướng xoắn giống nhau, sự phản xạ ánh sáng của hai hệ sợi sẽ ngược
nhau, các điểm đan nổi lên rõ rệt. Nếu sợi dọc và sợi ngang có hướng xoắn khác
nhau, sự phản xạ ánh sáng của hai hệ sợi giống nhau.
Với mỗi loại nguyên liệu có một hệ thống kéo sợi tương ứng có những đặc
điểm về thiết bị phù hợp với nguyên liệu sử dụng. Có thể phân biệt các dạng nguyên
liệu:
 Dạng xơ ngắn như bông, xơ hóa học stapen (viscose, polyester, polyamid,
polynozic ..) với chiều dài đến 40mm dùng để kéo sợi trên hệ thống kéo sợi
xơ ngắn.
 Dạng xơ dài như len, xơ hóa học stapen (viscose, polyester, polyamid,
polyacrylonitric, polynozic ..) với chiều dài lớn hơn 60 mm đến 100-150mm
dùng để kéo sợi trên hệ thống kéo sợi xơ dài (hệ kéo sợi len).
 Dạng xơ kỹ thuật như đay, lanh, gai có chiều dài đến 2 mét hoặc hơn dùng
để kéo sợi trên hệ thống kéo sợi đay.
 Dạng xơ liên tục như tơ tằm (tơ rối) được cắt ngắn để kéo ra sợi trên hệ
thống máy chuyên dụng rất phức tạp.
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, tác giả đã tìm hiểu nghiên cứu ảnh
hưởng của thành phần nguyên liệu đến các tính chất của vải. Trong luận văn, tác giả
tập trung tìm hiểu đặc tính của xơ bông, xơ polyester và công nghệ sản xuất sợi
100% bông và sợi polyester pha bông (PeCo).
Nguyễn Thị Sen

-13-

Khóa 2014B

Luận văn cao học

1.1.1.1.

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

Đặc tính của xơ bông (Cotton)

Xơ bông là một tế bào thực vật lấy từ của quả cây bông, được hình thành ngay
từ lúc các cánh hoa rụng, tế bào này mọc từ hạt bông và bị tách ra lúc cán nên một
đầu xơ rách không đều, còn đầu kia nhọn và khép kín. Thành phần chủ yếu của xơ
bông là xenlulo chiếm 94%, còn lại là sáp bông 0,6%, axit hữu cơ 0,8%, pectin
0,9%, hợp chất nitơ 1,3%, tro 1,2%, đường 0,3%, chất khác 0,9%. Tùy theo độ chín
của xơ bông, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của miền trồng bông, phương pháp thu
hoạch (bằng tay hay bằng máy) ... mà tạp chất sẽ nhiều hay ít.
Xenlulo là hợp chất cao phân tử, tạo cho xơ bông có độ bền cơ học nhất định,
nó thuộc về lớp hydrat cabon, cấu tạo gồm ba nguyên tố: cacbon 44,4%, hydro
6,2% và oxy 49,4% khối lượng chung.
Công thức cấu tạo chung của xenlulo là (C6H10O5)n hoặc (C6H7(OH)3)n có
dạng cấu trúc phân tử như trên Hình 1.2.

Hình 1.2. Cấu trúc phân tử xơ bông
Xơ bông có cấu trúc mạch chặt chẽ, độ định hướng cao, vật liệu khá cứng. Cấu
trúc mạch đại phân tử không đồng nhất, gồm pha tinh thể và pha vô định hình.
Nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ giữa vùng kết tinh và vùng vô định hình trong xơ là
2:1. Các mạch đại phân tử dạng dây hấp dẫn nhau bằng liên kết hydro, còn các
mạch sẽ hấp dẫn nhau bằng lực liên kết Vandecvan.
Thông thường mỗi xơ bông có kích thước dài từ 1÷ 6cm, bề dày từ 12 ÷ 20µm,

có nghĩa chiều dài gấp 1.000 đến 4.000 lần so với bề rộng, tiết diện có dạng dẹt, hạt
đậu hay gần tròn tùy thuộc vào trạng thái của xơ lúc không chín, vừa chín hay rất
chín. Theo Phillip J. Wakelyn và các cộng sự [15], phân tích xơ bông trên kính hiển
Nguyễn Thị Sen

-14-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

vi, cấu tạo mỗi tiết diện xơ có bốn phần rõ rệt: biểu bì, thành sơ cấp, thành thứ cấp
và rãnh như mô tả ở hình 1.3.

Hình 1.3. Cấu tạo của xơ bông
Bên ngoài cùng của xơ là lớp biểu bì chứa sáp, pectin, protein và các chất
không phải là xenlulo có tính chất không thấm nước, bảo vệ các thành phần bên
trong của xơ khỏi bị vi khuẩn hay chất lạ xâm nhập từ bên ngoài.
Thành sơ cấp dày khoảng 1 µm được tạo bởi mạng lưới các thớ xenlulo đan
nhau rất thưa và có các khoảng trống chứa đầy chất đồng hành của xenlulo .
Thành thứ cấp chứa khoảng 94% xenlulo của xơ, gồm các bó thớ nằm theo
đường xoắn ốc nghiêng 20 – 450 so với trục xơ, hướng thay đổi và bố trí thành các
lớp đồng tâm được gọi là các vòng trưởng thành. Các vòng này được tạo nên trong
quá trình tổng hợp xenlulo, bồi dần từ ngoài vào trong lúc giai đoạn xơ đã đủ chiều
dài và phát triển theo bề dày, có khoảng 40 lớp như vậy.
Rãnh xơ là phần trong cùng tiếp giáp với thành thứ cấp, chứa đầy protein và
chất nguyên sinh dẫn ra từ hạt để nuôi xơ. Khi xơ chưa chín, thành thứ cấp còn

mỏng, rãnh rộng, tiết diện xơ dẹt, xoắn theo chiều dài, nếu để khô, rãnh rỗng, xơ bị
tóp lại và biến dạng. Khi xơ chín, thành thứ cấp dày ra, tiết diện rãnh thu ngắn và
nhỏ dần, xơ no tròn, nếu để khô, các chất trong rãnh biến mất, rãnh xơ còn lại một
vết.

Nguyễn Thị Sen

-15-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

 Các tính chất của xơ bông [1,5]
* Tính chất cơ học:
- Khối lượng riêng: 1,54 ÷ 1,56 g/cm3
- Độ bền tương đối: ở trạng thái khô 25÷40 g/tex, khi ướt độ bền tương đối
tăng 10÷20%
- Độ giãn đứt: khi khô từ 6÷8%, khi ướt 7÷10%
- Độ bền kéo đứt: 3÷5 cN
*Tính chất vật lí:
- Xenlulo dễ hấp thu hơi nước và khí.
- Độ ẩm tiêu chuẩn: 8,5%
- Nhiệt độ biến vàng: 120÷150oC
- Nhiệt độ phân hủy: từ 180oC
- Nhiệt độ tự cháy: 400oC
Xenlulo không bền nhiệt, độ bền của nó giảm nhiều hay ít còn tùy thuộc vào

nhiệt độ, thời gian gia công và sự có mặt đồng thời của các tác nhân khác nữa. Do
xenlulo kém bền nhiệt như vậy, nên khi gia công phải chọn các chế độ và thời gian
thích hợp để tránh cho nó khỏi bị nhiệt hủy. Độ bền của xenlulo khi chịu tác dụng
của nhiệt độ ở 120oC sau 1 giờ giảm dần từ 0÷20% và sau 100 giờ giảm khoảng từ
40÷60%.
*Tính chất hóa học:
- Tác dụng của nước và dung môi hữu cơ: mặc dù chứa nhiều nhóm hydroxyl,
nhưng xenlulo không hòa tan trong nước theo cơ chế hòa tan thông thường mà chỉ
bị trương nở, vì các phân tử của nó liên kết chặt chẽ với nhau bằng liên kế hydro và
vandecvan. Khi bị trương nở, tiết diện ngang của xơ tăng lên đến 45÷50%, trong khi
đó chiều dài của xơ chỉ tăng 1÷2%.
- Tác dụng của axit: xenlulo kém bền với tác dụng của axit. Dưới tác dụng của
axit, mối liên kết glucozit sẽ bị thủy phân làm cho mạch xenlulo bị đứt. Trong công
nghiệp dệt, axit được dùng trong quá trình làm sạch cũng như khi in nhuộm vật liệu
dệt. Chỉ nên dùng axit loãng, gia công ở nhiệt độ thấp, trong thời gian ngắn.
Nguyễn Thị Sen

-16-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

- Tác dụng của muối: Dung dịch muối axit phá hủy xenlulo trong tự nhiên như
các axit, nhưng tốc độ chậm hơn. Dung môi riêng của xenlulo là dung dịch đồng
ammoniac (CuNH3)n(OH)2.
- Tác dụng của kiềm: Ở nhiệt độ thường, trong dung dịch xút đậm đặc, xơ

bông bị trương nở mạnh làm cho chiều dài của chúng bị rút ngắn lại, nhưng đồng
thời cũng làm cho xơ co giãn hơn so với ban đầu. Tuy nhiên, xơ không bị co thì nó
sẽ bóng hơn. Dựa vào tính chất này, để tăng độ bóng cho sợi hoặc vải dệt từ sợi
bông, người ta gia công chúng bằng dung dịch xút đậm đặc trong thời gian 45÷90
giây. Việc làm giảm độ tinh thể trong quá trình làm bóng dẫn tới tăng hàm ẩm, tăng
tính hấp phụ thuốc nhuộm của xơ.
- Tác dụng của chất khử và chất oxy hóa: Các chất khử hầu như không có tác
dụng đối với xenlulo, còn trong các chất oxy hóa thì rất dễ bị biến nó thành axit
xenlulo.
* Tính chất khác:
- Tác dụng của ánh sáng và khí quyển: Dưới tác dụng của ánh sáng, xenlulo bị
oxy hóa bởi oxy của không khí tạo thành oxit của xenlulo làm cho chúng bị giảm độ
bền cơ học. Sau 900 giờ chiếu sáng độ bền cơ học của xơ giảm 50%.
.- Tác dụng của vi sinh vật: Trong môi trường ẩm ướt, nhất là khi độ ẩm không
khí cao hơn 75÷85% và hàm ẩm của xơ lớn hơn 9% thì xenlulo có thể bị phá hủy
bởi một số vi sinh vật và nấm mốc.
1.1.1.2. Xơ polyester
Xơ polyester [6] được hình thành trên cơ sở của phản ứng este hóa giữa axit
hai chức (diacid) và rượu hai chức (dialcohoh). Do có vô số các kết hợp của
dialcohoh và diacid nên tồn tại hàng trăm các polyester, nhưng chỉ một số ít trong
đó có ý nghĩa thương mại. Ký hiệu chung theo quy ước quốc tế của polyester là
PES. Mặc dù tồn tại nhiều polyester được sản xuất ở cấp độ thương mại nhưng có
mặt chủ yếu trên thị trường dệt may hiện nay là chất dẻo PET, chiếm 90% khối
lượng PES các loại.
 Quy trình sản xuất xơ polyester (PET):

Nguyễn Thị Sen

-17-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

Quy trình tiêu biểu dùng để sản xuất xơ polyester (PET) bao gồm ba giai đoạn
cơ bản: tổng hợp polyethylene terephthalate và tạo chip; hình thành sợi polyester
(PET) bằng phương pháp nóng chảy, hoàn thiện sợi bằng các phương pháp cơ lý.
PET có công thức hóa học tổng quát là (C10H8O4)n và cấu tạo của đại phân tử
như trên Hình 1.4 và Hình 1.5.

ho

(C
o

C o CH2 CH2 o

)n h

o

Hình 1.4. Công thức hóa học tổng quát

Hình 1.5. Cấu tạo của đại
phân tử polyester

Trong công nghiệp, người ta tổng hợp Dimethyl Terephathalate (DMT) với

Ethylene Glycol (EG) theo phản ứng trùng ngưng. Quá trình hình thành PET xảy ra
ngay sau đó nhờ các chất xúc tác, nhiệt độ và áp suất môi trường thích hợp, phản
ứng có tính thuận nghịch nên người ta cho tiến hành ở bể ester hóa và nhiệt độ
khống chế ở mức 200 – 2200C.
Để xơ sợi polyester có các phẩm chất cần thiết của một loại vật liệu dệt may
thì chúng phải được hoàn thiện. Đối với loại xơ cắt ngắn hay xơ stapen, người ta
hoàn thiện chúng bằng cách kéo giãn, tạo nếp sóng nhăn, tẩm nhũ tương và cắt
ngắn, sau đó ép kiện thành phẩm.
 Tính chất của polyester
Polyester là loại polymer nhiệt dẻo, hình thành sợi theo phương pháp nóng
chảy nên tiết diện xơ rất đều và có biên dạng giống như biên dạng lỗ kéo sợi
(spinneret), thông thường chúng tròn, cấu trúc đồng nhất từ ngoài vào trong, mặt
ngoài dọc theo xơ trơn và bóng như Hình 1.6. Polyester còn có các tên thương mại
là Lapxan, Texil, Dacron, Diolen, Terilen, Tetơron...được sản xuất dưới dạng bóng,
mờ, tẩy trắng, màu, biến tính, tạo hình ...
Nguyễn Thị Sen

-18-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

* Tính chất cơ học:
- Độ bền kéo đứt tương đối khoảng 25 – 65 (cN/tex) (trong điều kiện tiêu
chuẩn)

Hình 1.6. Xơ polyester nhìn trên kính hiển vi
- Độ giãn đứt: 15 – 50 (%) (trong điều kiện tiêu chuẩn)
- Mô đun đàn hồi ban đầu là 2588 MPa cao nhất trong số xơ tổng hợp, lớn
hơn gấp 3 lần so với môđun đàn hồi của xơ polyamid. Do đó, các sản phẩm từ
polyester có khả năng giữ nếp định hình rất lâu sau nhiều lần ngâm tẩm, giặt giũ.
- Khả năng chống nhàu, chống co tốt.
* Tính chất vật lý:
- Khối lượng riêng: γ = 1,38 g/cm3
- Độ ẩm W = 0,4 – 0,5% ở điều kiện tiêu chuẩn
- Xơ polyester chịu nhiệt cao, có thể nung nóng lâu không bị giảm bền do
trong mạch đại phân tử của polyester có chứa nhân thơm (mạch vòng). Sản phẩm có
Nguyễn Thị Sen

-19-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

thể sử dụng trong phạm vi từ -70 ÷ 160 oC, bị mềm ở nhiệt độ 175 ÷ 185oC và đến
250 oC mạch đại phân tử của PET bắt đầu mất sự định hướng, ở 260 oC thì bị chảy
lỏng, đến 275 oC xơ bắt đầu bị phá hủy nên sản phẩm xơ polyester chỉ nên là ở
nhiệt độ dưới 235 oC. Ở nhiệt độ thấp độ bền của xơ PET được tăng lên nhưng độ
giãn lại bị giảm tương đối.
- Rất bền ánh sáng (chỉ đứng sau PAN).
- Cách điện tốt và tích điện mạnh khi ma sát.
* Tính chất hóa học:

- Tương đối bền với axit song kém chịu đựng với axit nitric 66% và axit
sulfuric 96% ở nhiệt độ cao. Polyester bị hoà tan trong H2SO4 98% nhưng ít bị ảnh
hưởng của H2SO4 có nồng độ nhỏ hơn 70%. Có thể dùng đặc tính này để xác định
thành phần của polyester trong sợi polyester pha bông.
- Kém bền kiềm (ứng dụng giảm trọng PET)
- Dùng kiềm 400C sẽ hòa tan được PET
- Bền với chất oxi hóa (nên dùng H2O2 hơn dùng NaClO).
- Đa số dung môi hữu cơ không có tác dụng với xơ polyester. Khi đun nóng,
các chất phenol, o-clorphenol, tricresol, rượu benzilic, nitrobenzene và một số hỗn
hợp phenol hòa tan được xơ polyester.
* Tính chất khác:
- Bền với vi khuẩn.
- Khả năng ăn màu kém do độ kết tinh phân tử cao và trong thành phần hóa
học thiếu các nhóm có khả năng phản ứng với thuốc nhuộm. Do đó, người ta
thường nhuộm polyester ở nhiệt độ và áp suất cao hoặc nhuộm khối (tức nhuộm
dung dịch nóng chảy trước khi kéo sợi).
1.1.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng sợi
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sợi cho sợi 100% bông và sợi polyester
pha bông bao gồm các thông số sau:
- Độ mảnh sợi: Chi số Nm (m/g), Ne; chuẩn số T (tex)
- Sai lệch chi số: ∆N (%)

Nguyễn Thị Sen

-20-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

- Hệ số biến sai chi số CVN (%)
- Độ săn T (vx/m)
- Sai lệch độ săn ∆T (%)
- Độ không đều về độ săn HT (%)
- Độ bền đứt P (glực, CN)
- Độ bền tương đối Po (CN/tex)
- Hệ số biến sai độ bền CVP(%)
- Độ không đều Uster : CV% và U%
- Điểm mỏng M-Thin (điểm/1000m)
- Điểm dày D-Thick (điểm /1000m)
- Điểm kết tạp (Neps) (điểm/1000m)
- Độ xù lông H
- Số mối đứt khi đánh ống lại trên 500.000 m sợi
1.1.2. Cách bố trí sợi trong vải
Vải dệt thoi gồm có hai thành phần sợi tạo nên đó là sợi dọc và sợi ngang.
Trong quá trình dệt vải trên máy, sợi dọc chịu tác dụng nhiều lần của lực kéo và lực
uốn khi go nâng lên hạ xuống để tạo miệng vải, chịu tác dụng nhiều lần của lực ma
sát với mắt go, với răng khổ và giữa các sợi dọc với nhau khi di chuyển tạo nên vải,
cho nên yêu cầu của chất lượng sợi dọc phải cao, các tính chất cơ lý của sợi dọc
phải tốt. Ngoài yếu tố về thành phần của sợi thì mật độ sợi trong vải và pha cấu tạo,
đều có ảnh hưởng đến độ dày và nhiều tính chất quan trọng của vải [1,3].


Mật độ sợi trong vải
Mật độ sợi thể hiện sự bố trí sợi nhiều hay ít trên đơn vị dài của vải. Mật độ

sợi có ảnh hưởng đến các tính chất bề mặt, tính chất sử dụng của vải.

Mật độ của vải chính là số sợi trên đơn vị dài của vải. Mật độ sợi dọc Pd là số
sợi trên đơn vị dài của vải theo chiều ngang, mật độ sợi ngang Pn là số sợi trên đơn
vị dài của vải theo chiều dọc. Mật độ của vải đặc trưng bởi tần số phân bố sợi trong
vải. Sợi nằm càng xa nhau tức mật độ giảm, vải càng thưa. Ngược lại, sợi nằm càng
gần nhau, mật độ vải càng lớn, vải càng dày. Mật độ sợi dọc và mật độ sợi ngang có

Nguyễn Thị Sen

-21-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

thể bằng nhau hoặc khác nhau. Khi thay đổi mật độ sợi dọc và sợi ngang sẽ dẫn đến
cấu trúc vải thay đổi.
Mật độ vải có thể đặc trưng bởi khoảng cách a giữa tâm của hai sợi dọc liền kề
nhau và khoảng cách b giữa tâm của hai sợi ngang liền kề nhau (hình 1.7), khoảng
cách này là đại lượng nghịch đảo của mật độ vải. Mật độ sợi trong vải càng lớn thì
khoảng cách giữa các tâm càng bé, biết được mật độ phân bố sợi trong vải có thể
tính được khoảng cách giữa các tâm của sợi.

Hình 1.7. Sơ đồ một đơn vị diện tích của vải để tính độ chứa đầy và độ đầy.
Khi đó mật độ tối đa của sợi trong 1 cm vải được xác định bằng công thức:
Pd 

Trong đó:

1
1
; Pn 
 n  dn
 d  dd

(1.3)

a= δd + dd; b= δn + dn

Pd, Pn : Mật độ sợi dọc và sợi ngang (sợi/100mm)
δd, δn : Khoảng cách giữa hai sợi dọc, hai sợi ngang kề nhau (mm)
dd, dn : Đường kính sợi dọc và sợi ngang (mm)
Nguyễn Thị Sen

-22-

Khóa 2014B


Luận văn cao học

Ngành CN Vật liệu Dệt-May

Với điều kiện có cùng độ mảnh sợi dọc và cùng độ mảnh sợi ngang, vải nào có
mật độ sợi dọc và mật độ sợi ngang lớn hơn sẽ dày hơn, độ thoáng khí thấp hơn.
Tuy nhiên, muốn so sánh các loại vải khác nhau về độ mảnh sợi dọc và độ mảnh sợi
ngang người ta dùng mật độ tương đối, còn gọi là độ chứa đầy.


Độ chứa đầy
Độ chứa đầy thể hiện sự tương quan (tỷ số) giữa phần vật liệu chiếm với

khoảng không gian của vải.
Độ chứa đầy có ảnh hưởng đến nhiều tính chất của vải. Vải có độ chứa đầy
thấp thường nhẹ, mềm, thoáng khí và dẫn nhiệt tốt. Mật độ và độ chứa đầy càng
tăng thì liên kết giữa các thành phần tạo nên vải càng chặt chẽ, khối lượng vải, độ
bền sử dụng tăng nhưng độ thoáng khí và dẫn nhiệt giảm. Độ chứa đầy quá cao làm
cho vải cứng và nặng.
Nhiều loại vải giống hệt nhau về thành phần cấu tạo, kiểu dệt, mật độ nhưng
trạng thái bề mặt và bề dày của chúng vẫn có thể khác nhau, điều này chủ yếu do
pha cấu tạo của vải quyết định.


Pha cấu tạo
Trong vải, sợi dọc và sợi ngang đan với nhau có thể nằm theo nhiều hình thế

uốn cong khác nhau tạo nên góc ôm và lực ma sát thành phần lớn hay nhỏ. Theo
nghiên cứu của giáo sư N.G. Novicov [1], mặt cắt ngang của vải tại các điểm sợi
đan nhau, tùy theo độ uốn cong của sợi dọc với sợi ngang đã xác định cấu trúc vải
theo các pha như trên Hình 1.8.

Hình 1.8. Các pha cấu tạo của vải
Nguyễn Thị Sen

-23-

Khóa 2014B