Nghiên cứu lựa chọn điều kiện công nghệ cho công đoạn nhuộm hoàn tất phù hợp

Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Vũ
Thị Hồng Khanh, đã tận tình hƣớng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian,
tâm sức trao đổi hƣớng dẫn cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Chu Diệu Hƣơng, TS Phạm
Đức Dƣơng, TS. Trần Phƣơng Thảo, TS. Vũ Mạnh Hải, NCS. Lƣu Thị Tho, ThS.
Nguyễn Thị Kim Thu và các thầy cô giáo trong Viện Dệt may – Da giầy và Thời
trang của Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội. Lời cảm ơn đặc biệt của tôi xin gửi
tới PGS.TS. Bùi Văn Huấn chủ nhiệm đề tài B2013-01.54 đã cho phép tôi đƣợc
thực hiện luận văn trong khuôn khổ của đề tài
Cuối cùng tôi chân thành xin đƣợc gửi đến các anh chị, các bạn bè đồng
nghiệp tại Tổng Công ty 28 – Bộ quốc phòng đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện
thuận lợi để luận văn đƣợc hoàn thành.
Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 4 năm 2014

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan luận văn này là do tác giả thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn

của PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh, nội dung nghiên cứu trong luận văn này là do tác
giả thực hiện, kết quả nghiên cứu trong luận văn này cũng là một nội dung trong đề
tài MS: B2013-01.54 và không sao chép từ bất cứ công trình nghiên cứu nào khác.
Tác giả xin cam đoan những điều trên là đúng sự thật, nếu có gì sai, tác giả xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm.

Xin trân trọng cảm ơn!
Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 4 năm 2014
Tác giả

Nguyễn Thị Bích Uyên

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................
MỤC LỤC ..........................................................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...............................................................................................
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT.....................................................
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................
Chƣơng I: TỔNG QUAN ................................................................................................. 1

1.1 Tổng quan về vải dệt kim đàn tính cao ................................................................... 1
1.1.1 Vải đàn tính cao và phạm vi sử dụng ................................................................... 1
1.1.2 Nguyên liệu để tạo vải dệt kim đàn tính cao] ....................................................... 3
1.2 Vải dệt kim đàn tính cao ....................................................................................... 15
1.2.1 Vải dệt kim ......................................................................................................... 15
1.2.2 Vải dệt kim đàn tính cao..................................................................................... 17
1.2.3 Các chủng loại thuốc nhuộm sử dụng cho nhuộm vải dệt kim polyamit pha
elastan đàn tính cao ..................................................................................................... 18
1.2.4 Các phƣơng pháp tiền xử lý dệt kim đàn tính cao.............................................. 24
1.2.5 Phƣơng pháp nhuộm, hoàn tất vải dệt kim đàn tính cao .................................... 24
1.2.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng vải ......................................................... 25
1.3 Kết luận tổng quan ................................................................................................ 26
CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. 28
2.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm ........................................................................ 28

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

2.2 Nội dung nghiên cứu và đối tƣợng nghiên cứu .................................................... 28
2.2.1 Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 28
2.2.2. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................ 30
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 35
2.3.1 Thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu ....................................................... 35

2.3.2 Phƣơng pháp thực nghiệm.................................................................................. 43
2.4 Kết luận Chƣơng II ............................................................................................... 51
CHƢƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ........................................ 52
3.1. Kết quả thực nghiệm và bàn luận ........................................................................ 52
KẾT LUẬN CHUNG ..................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 73
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 76

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng I.1: Các lĩnh vực sử dụng sợi elastan ở Mỹ, Tây Âu và trên toàn thế giới ............. 3
Bảng I.2: Thành phần hóa học và qui trình kéo sợi ......................................................... 5
Bảng I.3: Những tính chất cơ học của các sợi Elastan ..................................................... 8
Bảng I.4: Những tính chất nhiệt và hấp phụ của các sợi đàn hồi..................................... 9
Bảng I.5 Polyamit 6........................................................................................................ 13
Bảng II.1. Khoảng biến thiên và giá trị tại tâm của nhiệt độ nhuộm và thời gian
nhuộm trong nghiên cứu ảnh hƣởng tới độ tận trích thuốc nhuộm, cƣờng độ lên màu
và độ đàn hồi của vải dệt kim đàn tính cao. ................................................................... 34
Bảng II.2. Mô hình thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng đồng thời của nhiệt độ nhuộm
và thời gian nhuộm ảnh hƣởng tới độ hấp thụ D thuốc nhuộm, cƣờng độ lên màu
K/S và độ đàn hồi E của vải dệt kim đàn tính cao. ........................................................ 35

Bảng III.1 Các thông số của quá trình nhuộm và kết quả giá trị độ hấp thụ D (Y1)
của dung dịch sau nhuộm đo bằng thiết bị UV/VIS tại bƣớc sóng λmax = 630nm ...... 53
Bảng III.2 Các thông số của quá trình nhuộm và kết quả chỉ số K/S (Y2) tại bƣớc
sóng λmax=630nm. Công thức K/S trình bày ở công thức (1) mục 2.2.1.1 .................. 57
Bảng III.3: Độ đàn hồi của vải sau nhuộm hoàn tất bị kéo giãn theo phƣơng ngang
E% (Y3) ......................................................................................................................... 61
Bảng III.4 Các thông số của quá trình nhuộm và kết quả giá trị độ đều màu ................ 64
Bảng III.5 Các thông số của quá trình nhuộm và kết quả giá trị bền giặt (phai, dây
màu) ................................................................................................................................ 66
Bảng III.6 Các thông số của quá trình nhuộm và kết quả độ co .................................... 68

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
KL

: Khối lƣợng

TXL : Tiền xử lí
ĐH

: Định hình

H.Tất : Hoàn tất
TB

: Trung bình

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ dệt may là ngành quan trọng của nhiều nƣớc đang phát triển.
Trong những năm gần đây, ngành Dệt-May nƣớc ta đã không ngừng phát triển và
có một vai trò quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa đất nƣớc. Ngành Dệt may
nƣớc ta không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nƣớc, giải quyết lao động và đặc biệt còn
mang nguồn thu ngoại tệ nhờ xuất khẩu [1].
Xu hƣớng phát triển yêu cầu ngành dệt may nƣớc ta hội nhập nền kinh tế quốc
tế và tạo ra chất lƣợng và hiệu quả của xuất khẩu, đem lại giá trị gia tăng thực sự
cho ngành và nền kinh tế. Một trong các giải pháp là phải nghiên cứu nhiều loại xơ
sợi khác nhau để đáp ứng đòi hỏi ngày càng cao của ngƣời tiêu dùng. Các loại xơ,
sợi hóa học đƣợc các nhà khoa học tìm tòi và nghiên cứu nhằm đƣa ra thị trƣờng
những sản phẩm đáp ứng đƣợc các yêu cầu khắt khe của ngƣời tiêu dùng. Điển hình

trong các loại xơ, sợi tổng hợp nhân tạo có xơ, sợi elastan có độ đàn hồi cao, khả
năng phục hồi nếp gấp lớn, dễ pha trộn với các vật liệu khác nhƣ cotton, polyester,
polyamit ……vv là những nguồn nguyên liệu cung cấp cho ngành may mặc.
Bên cạnh đó việc mở rộng và phát triển ngành Dệt-May trong đó có ngành
Dệt kim là chủ trƣơng đúng đắn của Nhà nƣớc trong công cuộc công nghiệp hóa –
hiện đại hóa đất nƣớc. Trong công nghiệp Dệt - May, vải dệt kim và các sản phẩm
may từ vải dệt kim đóng vai trò quan trọng. Ngành Dệt kim tuy ra đời sau nhƣng đã
nhanh chóng thu hút sự quan tâm của khách hàng, của ngƣời tiêu dùng cũng nhƣ
của các doanh nghiệp bởi các ƣu điểm nổi bật của nó. Với đặc điểm chủ yếu là tiện
lợi khi sử dụng, ít nhàu, có tính đàn hồi, ngƣời sử dụng vận động dễ dàng, hợp thời
trang, dễ giặt, độ co giãn tốt, chủng loại sản phẩm phong phú nhƣ bít tất, găng tay,
mũ, quần áo may sẵn, quần áo thể thao, quần áo mặc lót, quần áo trẻ em…… Các
sản phẩm từ vải dệt kim ngày càng đáp ứng đƣợc các yêu cầu của nhiều tầng lớp
trong xã hội.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Trong thời kì hiện đại việc ăn mặc không phải là chỉ đầy đủ mà còn phải đáp
ứng đƣợc nhu cầu thẩm mỹ. Các chị em phụ nữ hiện nay ngoài việc chu tất trong
gia đình còn luôn năng động ngoài xã hội. Do đó việc mong muốn có thân hình thon
gọn đẹp hơn là điều tất yếu. Ngoài việc tập luyện thể thao, chế độ ăn uống đúng
cách thì ngành dệt may luôn nghiên cứu tìm tòi những sản phẩm hỗ trợ để mọi

ngƣời ngày càng đẹp hơn, tự tin hơn.
Quần áo chỉnh hình đƣợc sản xuất bằng vải dệt kim từ nguyên liệu polyamit
pha elastan có độ đàn tính cao có thể đáp ứng tốt các yêu cầu trên. Tuy nhiên,
nguyên liệu polyamit, đặc biệt là elastan rất nhạy cảm với nhiệt và hóa chất. Do
vậy, quá trình sản xuất vải, đặc biệt công đoạn nhuộm và xử lý hoàn tất có ý nghĩa
quyết định tới chất lƣợng và giá trị sử dụng của vải thành phẩm nói chung cũng nhƣ
tính đàn hồi của vải nói riêng. Việc phát triển, ứng dụng công nghệ và quản lý chất
lƣơng trong công đoạn này là vấn đề đƣợc quan tâm hàng đầu để nâng cao chất
lƣợng vải. Đây cũng chính là lý do để luận văn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lựa
chọn điều kiện công nghệ cho công đoạn nhuộm hoàn tất phù hợp với vải dệt kim
đàn tính cao”
Để góp phần vào công việc nghiên cứu chung, trong khuôn khổ bản luận văn
này, trên quan điểm nghiên cứu nguyên liệu, hóa chất thuốc nhuộm, xét ảnh hƣởng
của yếu tố thời gian và nhiệt độ tới tính chất, chất lƣợng vải dệt kim đàn tính cao
dùng cho quần áo chỉnh hình. Trên cơ sở lý luận và thực nghiệm, rút ra một số kết
luận ban đầu nhằm giúp cho việc lựa chọn các thông số tối ƣu cho quá trình nhuộm
vải polyamit pha elastan. Để đạt đƣợc mục đích trên đề tài đƣợc tiến hành theo các
bƣớc sau:

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

1. Tìm hiểu chung về xơ polyamit, xơ elastan.

2. Trên cơ sở các đặc điểm về cấu trúc vật liệu, xây dựng các phƣơng án
nghiên cứu ảnh hƣờng của nhiệt độ, thời gian trong quá trình nhuộm đến độ
co giãn, độ đàn hồi, độ tận trích, cƣờng độ lên màu, độ bền màu của vải dệt
kim polyamit pha elastan.
3. Phần bàn luận kết quả nghiên cứu và kết luận.
Toàn bộ quá trình thí nghiệm này đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa dệt
và trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt may – Da giầy thuộc Viện Dệt May – Da giầy
& Thời trang – Trƣờng Đại học Bách Khoa – Hà Nội.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Chƣơng I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về vải dệt kim đàn tính cao
1.1.1 Vải đàn tính cao và phạm vi sử dụng
Trƣớc đây những quần áo tạo hình nhƣ nịt phụ nữ, ngƣời ta đã phải sản xuất
những sản phẩm cứng lắp ghép lại bằng các dây buộc. Quá trình tạo hình đã đạt
đƣợc giá trị thoải mái và năng động trong hoạt động.[2]
Những năm 1920 công ty cao su của Mỹ đã bọc những sợi filament của cao
su với sợi bọc ngoài và đƣa vào sử dụng trong ngành công nghiệp dệt, nhƣng có rất
nhiều hạn chế trong ứng dụng đó là tính đàn hồi, độ mảnh của sợi, và dễ bị lão hóa
khi chịu tác động của nhiệt độ, mồ hôi, các loại mỹ phẩm dùng cho da và các dung
dịch giặt tẩy. Quá trình tổng hợp xơ đàn hồi polyurethane xuất hiện trên thị trƣờng

hiện nay là quá trình diisocyanate – polyaddition đƣợc phát triển bởi O. Bayer, H.
Rinke và các cộng sự phát minh vào năm 1937, với nghiên cứu này xơ tổng hợp của
Polyurethane phân tử cao đã đƣợc sản xuất thành công. Sau đó Nhà khoa học
DuPont Joseph C. Shivers phát minh sợi spandex DuPont vào năm 1959 sau một
thập kỷ nghiên cứu. [2]
Sợi elastan (polyurethane hoặc PU) hay còn gọi là Spandex (Lycra , đƣợc đặt
tên bởi Dupont) rất thƣờng xuyên đƣợc sử dụng trong hàng may mặc trong của phụ
nữ và nam giới, áo khoác ngoài và đồ thể thao. Spandex hoặc lycra (polyuthrene
hóa học) đƣợc trở thành rất phổ biến và nổi lên gần nhƣ là lựa chọn duy nhất cho
trƣờng hợp cần các tính chất đàn hồi, nó có thể dễ dàng pha trộn với sợi khác nhau
khác nhƣ bông, len, lụa hoặc cũng có thể đƣợc trộn lẫn với nhân tạo khác polymer
nhƣ nylon, polyester v.v.. [3]

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

1

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Sợi elastan pha trộn với sợi tự nhiên và nhân tạo khác nhƣ bông, len, lụa, và
vải lanh, tạo ra vải đàn tính có trọng lƣợng nhẹ hơn so với sợi cao su. Và không
giống nhƣ sợi cao su, sợi elastan không phá vỡ với việc tiếp xúc với các loại dầu cơ
thể, đổ mồ hôi, thuốc nƣớc hoặc chất tẩy rửa. Hơn bất kỳ loại xơ sợi nào khác, xơ
đàn hồi elastan đã đóng góp vào việc cải tiến mẫu, mốt thời trang, tạo cảm giác tự

do khi vận động và thoải mái trong lúc mặc và ôm chặt chỉnh hình cơ thể thon gọn.
Cho đến nay sợi đàn hồi đã đƣợc sử dụng hầu hết để nâng cao sự thoải mái của
hàng dệt kim và các tính chất may mặc khác. Trong những năm gần đây đặc biệt
những quần áo mặc bó bao gồm áo nịt, quần áo chỉnh hình, đồ mặc ôm sát cơ thể đã
đáp ứng những đòi hỏi của thị trƣờng quốc tế.
Mặc dù chỉ chiếm tỉ trọng nhỏ (0.09%) trong tổng số xơ sợi tự nhiên và hoá
học, song ngày nay, xơ đàn hồi đƣợc sử dụng trong nhiều sản phẩm dệt may nhất là
trong dệt kim. Các loại elastan có màu trong suốt để thuận tiện cho việc nhuộm
màu, pha trộn với các loại xơ sợi khác. Các lĩnh vực sử dụng sợi elastan ở Mỹ, Tây
Âu và trên toàn thế giới nhƣ sau: [4]

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

2

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

BẢNG I.1: Các lĩnh vực sử dụng sợi elastan ở Mỹ, Tây Âu và trên toàn thế giới [5]
Mỹ (%)

Tây Âu (%)

Trên thế giới (%)

Hàng dệt kim

20

28

18

Đồ mặc lót

20

15

8

Quần áo bơi

20

15

17

Quần áo thể thao

10

15

30

Vải mặc ngoài

18

12

4

Giày dép

2

6

6

Dây đeo

2

3

12

Vải không dệt

8

6

5

Nhìn chung trên thế giới, sợi đàn hồi đƣợc sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực quần áo
thể thao, trang phục hoạt động nhƣ áo nịt, quần áo chỉnh hình, sau đến lĩnh vực dệt
kim và quần áo bơi. (Xem bảng I.1)
1.1.2 Nguyên liệu để tạo vải dệt kim đàn tính cao: [6], [7], [8] [9]
1.1.2.1 Sợi elastan
 Định nghĩa: [6]
Theo bảng phân loại xơ (P-A Koch fiber) elastan fiber là các xơ tổng hợp
đƣợc tạo nên bởi dãy đại phân tử. Trọng lƣợng hợp chất của xơ ít nhất có 85%
thành phần polyurethane. Ở Mỹ những xơ này đƣợc mang tên dòng họ “Spandex”.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

3

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Elastan fiber cùng với những elastodiene fiber (xơ cao su tổng hợp) nằm trong
nhóm xơ elastofibers (những xơ dài đàn hồi cao). Nhóm này bao gồm xơ mà nó
nhạy cảm cực kỳ cao đối với sự biến dạng vì cấu trúc hóa học của chúng. Chúng có
độ giãn đứt lớn hơn 200% và thƣờng là từ 400% đến 800% và trở lại ngay lặp tức

chiều dài ban đầu sau khi bỏ tác dụng. Định nghĩa này loại trừ những sợi dún đàn
hồi mà những tính chất của sợi dún chỉ là một sự thay đổi vật lý sau đó trong sự sắp
xếp không gian của chúng.
Dƣới ảnh hƣởng của tiêu chuẩn ISO 1043 những nhà sản xuất xơ hóa học
của Châu Âu đã kết hợp với BISFA (Internation Bureau for the standardisation of
Rayon and Synthetic fibers) và đồng ý trên 1 quyết định thống nhất. Từ đó elastan
đã đƣợc viết tắt: EL
Xơ elastan là xơ hoá học mà chỉ đƣợc sản xuất dạng sợi nhiều filament
không sản xuất ở dạng xơ cắt ngắn (trong những dạng chính chi số sợi từ 11 –
2600Dtex) và có ít nhất 85% trọng lƣợng là thành phần polyurethan. Đặc trƣng
nhận biết của chúng là đàn hồi.
Sợi elastan ít khi đƣợc dùng ở dạng trần. Ở dạng đó, nó chỉ đƣợc dệt thêm
vào cổ tay, măng sét hay bít tất….trên các mặt hàng dệt kim tròn hay dệt kim đan
dọc để tạo độ đàn hồi cho sản phẩm. Phần lớn sợi elastan đƣợc dùng pha với các
loại sợi khác nhau dƣới nhiều hình thức:
-

Sợi bọc (covered yarn)

-

Sợi đơn có lõi (core-spun yarn)

-

Sợi xe có lõi (core-twist yarn)

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

4

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Sợi elastan có tiết diện ngang khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ sản xuất nhƣ:
 Kéo sợi khô: sợi elastan có tiết diện ngang hình tròn, oval.
 Kéo sợi ƣớt: sợi elastan có tiết diện ngang hình thùy nhƣng không theo
qui luật nhất định.
 Kéo sợi nóng chảy: sợi elastan có tiết diện ngang hình tròn.
Sợi elastan có độ đàn tính cao, chúng có thể kéo giãn gấp 8 lần so với ban đầu và có
khả năng trở về trạng thái ban đầu khi loại bỏ lực gây biến dạng
Bảng I.2: Thành phần hóa học và qui trình kéo sợi [7]
Tên nhãn Nhà máy sản xuất

Nguyên liệu

hiệu

Phƣơng
pháp
kéo

Acelan

Teakwang/ Korea

Dorlastan

Bayer

Polyether/MDI/Diamine

Faser Polyeste/MDI/Diamine

Khô
Khô

GmbH/BRD
Espa

Toyobo

Co.Lmt. Polyether/MDI/Diamine

Khô

Spinning Polyeste/MDI/Diamine

Ƣớt

Japan
Fujbo

Fuji

spandex

Co.Lmt.Japan

Glospan

Globe

Polyether/MDI/Diamine
MFG Polyether/MDI/Diamine

Ƣớt
Phản
ứng/khô

Co./USA

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

5

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Linelex

Lubell

Nguyễn Thị Bích Uyên

Polycaprolaktonester/MDI/Diamine Ƣớt

Fillatice/ Italy

Kanebo Lmt/Japan

Polyether/MDI/Diamine

Ƣớt

Polyester/MDI/Butanediol

Nóng
chảy

Lycra

Du pont Nemours Polyether/MDI/Diamine

Khô

Co/USA
And Subsidiaries
Mobilon

Nisshinbo

Polyester/MDI/Diamine

Khô

Ind. Polyester/MDI/Butanediol

chảy

Inc/Japan
Roica

Asahi Kasei/Japan

Nóng

Polyether/MDI/Diamine

Khô

Spandaven Gomelast/Venezuela Polyether/MDI/Diamine

Ƣớt/Khô

Spantel

Nóng

Kuraray

Polyester/MDI/Butanediol

chảy

Co.Lmt/Japan

 Tính chất của xơ sợi elastan: [8], [9]
- Ngoại quan: hầu hết những sợi đàn hồi là sợi filament nóng chảy, đa filament.
Những kiểu không mầu hoặc sáng đục (các kiểu trong/sáng), bóng loáng và trong
suốt, mờ thích hợp cho sợi elastan là dạng Rutil của ốc – xít titan (Tioz).

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

6

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

- Những đặc tính công nghệ:
Sợi đàn hồi có thể kéo căng 4 đến 8 lần chiều dài của nó. Trong quá trình
căng lực tăng lên lúc đầu tƣơng đối đều theo cả chiều dài sau đó từng bƣớc nó tập
trung nhiều hơn vào điểm đứt (lực kéo phân chia bởi độ mảnh của sợi) tại chỗ mảnh
nhất sẽ là điểm đứt. Tính chất này có ảnh hƣởng lớn nhất đến khả năng gia công của sợi.
Tính chất quan trọng nhất của sợi đàn hồi là việc kết hợp độ dài cao và độ
đàn hồi. Quá trình kéo giãn sợi và thả nó ra lực thu lại nhanh và hoàn lại gần nhƣ
nguyên chiều dài ban đầu. Tính chất đàn hồi đƣợc đánh giá bởi sự lặp đi lặp lại

“kéo, thả” một xơ ở tốc độ không đổi giữa độ giãn dài không đổi hoặc giới hạn của
tải trọng và xác định độ trễ của sợi đàn hồi.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

7

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

BẢNG I.3: Những tính chất cơ học của các sợi Elastan
Mật độ
Độ giãn đứt

1: 1 – 1 : 3
Ở điều kiện tiêu chuẩn (%)
“ƣớt” quan hệ (%)

Cƣờng lực đứt

400 – 800
100

Ở điều kiện chuẩn (%)
- Dựa trên độ mảnh (CN/dtex)

0.5 – 1.2

- Dựa trên tiết diện (daN/mm2)

6 – 15

- Ƣớt quan hệ (%)

75 – 100

Môdun dẻo

- Dựa trên độ mảnh (CN/dtex)

0.05 – 0.1

(độ dãn dài -> 0)

- Dựa trên tiết diện (daN/mm2)

0.6 – 1.2

Môdun xoắn (CN/dtex)

0.04

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

8

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

a. Tính chất lý học:

BẢNG I.4: Những tính chất nhiệt và hấp phụ của các sợi đàn hồi
Điểm biến mềm (0C)

170 - 230

Điểm nóng chảy (0C)

230 - 290

Tính dẫn nhiệt (W/Mk)
Hấp phụ ẩm (%)

Lƣu nƣớc

0.15
Tại 210C/65% RH

0.5 – 1.5

240C/95% hàm ẩm

0.5 – 1.5

ở nƣớc 950C

3- 15

ở không khí 1500C

5 - 10

a. Quan hệ nhiệt:
Quan hệ với nhiệt của xơ đàn hồi ở nhiệt độ thấp đƣợc khống chế bởi phần mềm
(soft segment) ở nhiệt độ cao tính chất của chúng phụ thuộc vào phần cứng (hard
segment) về trọng lƣợng phân tử, kiểu căng của mắt xích và hƣớng của các phần
cứng.
Điều quan trọng trong sử dụng và thiết kế hàng dệt có chứa xơ sợi đàn hồi là khả
năng phải đƣợc định hình nhiệt và thủy nhiệt của sợi đàn hồi.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

9

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

b. Tính chất hóa học:
Về hóa học elastan là một đại phân tử tuyến tính tổng hợp với một chuỗi dài có
chứa ít nhất 85% polyurethane phân đoạn cùng với các xen kẽ các đoạn cứng và
mềm kết nối bởi liên kết urethane (- NH - CO - O - ). Phân đoạn chuỗi mềm cho
tính đàn hồi (khả năng phục hồi kéo dài) cho sợi trong khi Phân đoạn chuỗi khó
khăn cho lực tƣơng tác phân tử cho xơ và trong đó đảm bảo độ bền của xơ và ổn
định lâu dài.
Tính chất khi cháy: xơ sợi đàn hồi chảy trong khi cháy với ngọn lửa đỏ rực và
thoát ra mùi cay nồng của isocyanate và để lại tàn cứng đen.
Với hóa chất các xơ đàn hồi hòa tan trong những dung môi có cực cao nhƣ là:
dimetylformamide và dimetylacetamid.
Xơ đàn hồi chịu đƣợc nƣớc clo ở nồng độ clo hoạt động đặc trƣng trong nƣớc bể
tắm. Những thử nghiệm độ bền với clo đƣợc tiến hành theo tiêu chuẩn DIN 5419.
Dung dịch tẩy chứa clo là nguyên nhân giảm độ bền và biến màu của xơ elastan. Sử
dụng các chất tẩy khác không làm nguy hiểm đến xơ, xơ đàn hồi chịu đƣợc đối với
Oxy và Ozon. Ốcxít - ni tơ (trong khói khí thải) là nguyên nhân làm thay đổi màu
đến vàng hoặc vàng nâu cƣờng độ “biến vàng” phụ thuộc vào nồng độ, thời gian,
nhiệt độ và độ ẩm môi trƣờng.
c. Các tính chất khác
Tính chống lão hóa: sợi elastan ít bị lão hóa và ít bị sờn đáng kể hơn so với sợi cao su.
Tính chịu nhiệt: ở nhiệt độ trên 1700C xơ có sự suy giảm nhiệt đáng chú ý, biểu
hiện càng tự biến vàng càng giảm tính đàn hồi.
d. Sự nhận biết và các đặc trƣng
Sợi đàn hồi có thể nhận biết với các sợi tổng hợp khác chính bằng tính chất đàn
hồi của nó. Qua kiểm tra bằng kính hiển vi sự khác nhau của xơ đàn hồi có thể nhận
biết bằng số lƣợng filament, trạng thái của filament dính liền và màu da.
Phân tích định lƣợng của elastan trong hỗn hợp các sợi bọc hoặc những sợi lõi
đƣợc LMECKEL và H-J BUMEISTER cũng nhƣ bởi V BUKOSEK đƣợc sử dụng

trong ngành dệt.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

10

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

1.1.2.2 Xơ sợi polyamit: [10], [11]
 Định nghĩa xơ polyamit : [10]
Từ quan điểm hóa học, xơ sợi polyamit đặc trƣng bởi nhóm amit –CONH- lặp
lại theo đó polymer đƣợc mang tên. Hai loại phổ biến nhất hiện nay là nylon-6.6
(polyamit6.6) và nylon-6 (polyamit-6).
Xơ sợi nylon-6.6 đƣợc tạo thành bằng đa trùng ngƣng axit ađipic HOOC(CH2)4-COOH với hexametylenđiamin, H2N-(CH2)6-NH2
Đơn vị cấu tạo cơ bản của polymer-6.6 là –NH(CH2)6-NHCO(CH2)4CO- ; còn toàn
bộ polymer có thể viết nhƣ sau:
H [ HN(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO]

n OH

; trong đó n từ 60-80
Polyhexametylen ađipamit (nylon-6.6) có đƣợc từ các phản ứng sau:
H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH
H2N-(CH2)6-N+H3 -OOC-(CH2)4-COOH

l-amino-hexametylen-6-amino ađipat hay muối nylon
trùng hợp
H [ HN(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO]

n OH

Nylon-6.6

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

11

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Còn xơ sợi nylon-6 đƣợc hình thành từ ε-caprolactam theo phản ứng trùng hợp sau:
NH
(CH2)5-CO + H3+O
ε-caprolactam

H2N-(CH2)5-COOH
axit ε-Aminocaproic
trùng hợp
H [ HN(CH2)5-CO]

n OH

Polycaprolactam (nylon-6); với n = 130-160
Nhƣ vậy, đơn vị cấu tạo cơ bản của nylon-6 là -HN(CH2)5-COXơ polyamit là loại xơ tổng hợp mà trong đại phân tử của nó chứa các nhóm
polimetilen (-CH2-) liên kết với nhau qua các nhóm –CO-NH-. Vì vậy mạch đại
phân tử của xơ polyamit gần giống nhƣ mạch đại phân tử của các prôtit thiên nhiên,
và cũng vì vậy tính chất của các xơ polyamit có nhiều điểm giống với len và tơ tằm.
Hiện nay trên thế giới xơ polyamit đƣợc sản xuất với nhiều tên gọi khác
nhau, nhƣng tên phổ biến hơn cả là nylon kèm theo chữ số chỉ số nguyên tử cacbon
của các monomer trùng hợp nên nó trong mỗi khâu đơn giản : thí dụ: nylon 6, nylon
7, nylon 8, nylon 9, nylon 4 và các kiểu nylon 4-6, 5-6….Trong số này thì quan
trọng hơn cả và đƣợc sản xuất nhều hơn cả là nylon 6, nylon 6-6, nylon 7 và nylon
6-10
 Tính chất của xơ sợi polyamit: [10], [11]
Xơ polyamit đƣợc sản xuất cả ở 3 dạng xơ đơn, xơ phức, và xơ xtapen. Khối
lƣợng phân tử của các loại nhựa polyamit để chế tạo xơ trong khoảng 15000 đến
22000.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

12

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

a. Tính chất cơ lý:
Xơ polyamit có độ bền cơ học cao, so với xơ visco thì độ bền của nó gấp 2-2.5
lần, ở trạng thái độ bền ƣớt chỉ giảm 10%. Về độ bền với ma sát thì xơ polyamit cao
hơn hẳn so với tất cả các xơ khác.
Khối lƣợng riêng của xơ polyamit thấp hơn nhiều so với tất cả các xơ khác
1.14g/cm. Trong quá trình kéo giãn sau khi hình thành các phân tử của xơ polyamit
do không có mạch nhánh nên nằm rất sát nhau, nhờ đó mà lực liên kết Hidro và lực
liên kết phân tử giữa chúng tăng lên, cũng vì lẽ đó mà xơ có độ bền cơ học cao
nhƣng đồng thời cũng làm cho xơ khó nhuộm màu. Trong tất cả các xơ tổng hợp thì
xơ polyamit là loại xơ có tính co giãn cao hơn cả và có khả năng giữ nếp cao nên
đƣợc sử dụng dùng để dệt tất, găng…vải dệt kim và nhiều loại vải may mặc khác
nhau.
Vì chứa nhóm amin và nhóm cacboxin chỉ ở hai đầu mạch nên xơ polyamit có
hàm ẩm thấp, hàm ẩm trung bình của nó khoảng 4%.
Polyamit 6.6 là vật liệu tƣơng đối bền với độ giãn và tính phục hồi dẻo rất tốt. Tổn
thất độ bền đứt khi ƣớt thay đổi trong khoảng 5 – 10%.
Bảng I.5 Polyamit 6
Tính chất

Xơ

Sợi Philament
Thƣờng

Độ bền cao

Độ bền đứt(g/tex)

40 – 52

43 - 52

70 - 80

Độ giãn đứt(%)

35 – 50

20 - 40

19

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

13

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

b. Khả năng chịu nhiệt:
Xơ polyamit là loại xơ nhiệt dẻo, nghĩa là nó bị biến dạng ở nhiệt độ cao. Vd:
nylon 6 bị mềm ở 1700C và chảy ở 2150C, nylon 66 bị mềm ở 2350C và chảy ở
2630C. Vì khi chế tạo, xơ polyamit bị kéo giãn khi còn ở trạng thái dẻo, nên nhiều
phân tử chƣa triệt tiêu nội năng, khi có điều kiện nó sẽ co lại. Vì vậy trong quá trình
gia công cần phải tiến hành ổn định nhiệt.

c. Độ bền với các tác nhân hóa học:
Xơ polyamit có độ bền tƣơng đối cao với kiềm, xơ polyamit kém bền với axit,
nhất là axit khoáng và ở nhiệt độ cao. Xơ polyamit cũng bị trƣơng mạnh trong axit
axetic và axit oxalic đậm đặc.
Xơ polyamit rất nhạy cảm với tác dụng của các chất oxi hóa, vì thế những chất
oxi hóa mạnh nhƣ NaClO, H2O2 không đƣợc dung để tẩy trắng vải polyamit vì sẽ
làm hƣ hại xơ.
Các chất khử, dung dịch đồng ammoniac và các muối trung tính thực tế không
ảnh hƣởng gì đến tính chất của xơ polyamit.
Tính chất hóa học của xơ polyamit một mặt do các nhóm định chức ở 2 đầu
mạch (-COOH và –NH2) mặt khác do các nhóm amim ở giữa mạch quyết định. Do
vậy, cũng giống nhƣ len và tơ tằm, Xơ polyamit có tính chất lƣỡng tính, nghĩa là
dƣớc sự tác dụng của axit, bazơ nó sẽ tạo ra các muối.
Xơ polyamit có nhiều đẳng điện trong khoảng pH = 4-5. Các nhóm amin của
mạch chính ở điều kiện thƣờng không thể hiện tính bazơ và không kết hợp với các
axit yếu hay thuốc nhuộm axit. Nhƣng khi pH của môi trƣờng nhỏ hơn 3 thì các
nhóm amin sẽ bị ion hóa và có thể liên kết với các axit yếu hay thuốc nhuộm axit.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

14

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

Một đặc điểm quan trọng nữa của xơ polyamit là kém đồng nhất về thành
phần hóa học (mạch phân tử không đều) đều này sẽ ảnh hƣởng đến độ bền màu sau
khi nhuộm. Ngoài ra để hạn chế sự không thống nhất về cấu trúc ngƣời ta phải tiến
hành ổn định nhiệt xơ trƣớc khi nhuộm.
1.2 Vải dệt kim đàn tính cao: [12], [13]
1.2.1 Vải dệt kim
 Khái niệm:

Vải dệt kim đan bằng tay hay bằng máy đƣợc tạo thành bởi sự liên kết một
hệ các vòng sợi với nhau. Các vòng sợi (mắt sợi) đƣợc liên kết với nhau nhờ kim
dệt giữ vòng sợi cũ trong khi một vòng sợi mới đƣợc hình thành ở phía trƣớc của
vòng sợi cũ.
Vòng sợi cũ sau đó lồng qua vòng sợi mới để tạo thành vải. Vải dệt kim khác
vải dệt thoi ở chỗ một sợi đơn cũng có thể tạo thành vải. Vải dệt kim bao gồm các
hàng ngang gọi là hàng vòng và cột dọc gọi là cột vòng.
Vải dệt kim có những tính chất hữu ích giúp nó phù hợp với một số lĩnh vực hàng
may mặc bao gồm: quần áo bó, găng tay, quần áo lót và một số sản phẩm may mặc

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

15

Khóa 2012 - 2014


Luận văn cao học

Nguyễn Thị Bích Uyên

bó khác. Cấu trúc vòng sợi làm cho vải dệt kim đàn hồi và xốp do vậy bó theo dáng
của cơ thể. Không khí đƣợc giữ bởi các vòng sợi giữ cho ngƣời mặc đƣợc ấm áp.
 Đặc trƣng cấu tạo vải dệt kim:
– Vải dệt kim có cấu trúc vòng sợi.
– Các vòng sợi sắp xếp định hƣớng trong vải thành :
– Hàng ngang: gọi là hàng vòng
– Cột dọc: gọi là cột vòng
– Trên mỗi cột vòng các vòng sợi có thể nằm thẳng đứng hoặc xiên tạo thành một
đƣờng zích zắc đối xứng .
– Trên mỗi hàng vòng ,các vòng sợi có thể nằm thẳng đứng hoặc xiên sang trái
hoặc phải.
 Tính chất của vải dệt kim :
- Bề mặt thoáng, mềm, xốp.
- Tính co giãn – đàn hồi lớn, khi chịu lực tác dụng độ giãn của vải lớn hơn nhiều so
với đồ thị kéo giãn của sợi gia công.
- Giữ nhiệt tốt mà vẫn không cản trở quá trình trao đổi chất giữa cơ thể ngƣời và môi
trƣờng xung quanh.
- Tính thẩm thấu tốt
- Ít nhầu, dễ bảo quản và giặt sạch.

.
Nghành CN Vật liệu Dệt May

16

Khóa 2012 - 2014