Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ pha trộn sợi dẫn điện đến các tính chất của vải sử dụng làm quần áo bảo vệ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.78 MB, 82 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------
NGUYỄN DUY HƢNG
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TỈ LỆ PHA TRỘN
SỢI DẪN ĐIỆN ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẢI SỬ
DỤNG LÀM QUẦN ÁO BẢO VỆ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY
HÀ NỘI - 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------
NGUYỄN DUY HƢNG
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TỈ LỆ PHA TRỘN
SỢI DẪN ĐIỆN ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẢI SỬ
DỤNG LÀM QUẦN ÁO BẢO VỆ
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS VŨ THỊ HỒNG KHANH
HÀ NỘI - 2018
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ pha
trộn sợi dẫn điện đến các tính chất của vải sử dụng làm quần áo bảo vệ” tôi đã nhận
được sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy, cơ giáo Viện Dệt May – Da giày &
Thời trang trường đại học Bách khoa Hà Nội để hoàn thành luận văn này.
Với tình cảm chân thành, tơi bày tỏ lịng biết ơn đối với Ban giám hiệu, Viện
Dệt May – Da giày & Thời trang trường đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy giáo,
cô giáo đã tham gia quản lý, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập,
nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ sự biết ơn đặc biệt đến PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh – người
đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ về kiến thức, tài liệu và phương pháp để tơi hồn
thành đề tài nghiên cứu khoa học này.
Tôi xin chân thành cảm ơn: Lãnh đạo, chỉ huy Tổng Công ty 28-nơi tôi công
tác, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ, khích lệ và giúp đỡ tơi trong
suốt thời gian qua.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt q trình thực hiện đề tài, song có thể
cịn có những mặt hạn chế, thiếu sót. Tơi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự
chỉ dẫn của các thầy cơ giáo và các bạn đồng nghiệp.
Trân trọng!
Nguyễn Duy Hưng
Trang 1
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Nguyễn Duy Hưng, học viên cao học khóa 2016B, chun ngành
Cơng nghệ vật liệu Dệt may, Viện Dệt May-Da Giày & Thời Trang, Trường Đại
học Bách Khoa Hà Nội, xin cam đoan luận văn với đề tài “Khảo sát ảnh hưởng
của tỉ lệ pha trộn sợi dẫn điện đến các tính chất của vải sử dụng làm quần áo bảo
vệ” là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện dựa trên cơ sở
nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực tiễn, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Vũ Thị
Hồng Khanh.
Ngƣời cam đoan
Nguyễn Duy Hƣng
Nguyễn Duy Hưng
Trang 2
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................. 2
MỤC LỤC.......................................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................................... 8
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................... 10
Chƣơng 1:TỔNG QUAN ................................................................................................................ 13
Quần áo và vải dệt chống tĩnh điện .............................................................................. 13
1.1.
1.1.1.
Tĩnh điện và các tác hại từ tĩnh điện .................................................................... 13
1.1.2.
Giải quyết vấn đề tĩnh điện ................................................................................... 14
1.1.3.
Nhu cầu về quần áo và vải chống tĩnh điện.......................................................... 15
1.1.4.
Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá các chỉ tiêu dẫn điện của vải........................... 18
Các phƣơng pháp chế tạo vải chống tĩnh điện............................................................. 21
1.2.
1.2.1.
Sử dụng công nghệ hoàn tất để đƣa chất dẫn điện lên vải [3], [12] ................... 21
1.2.2.
Tạo ra sợi từ xơ dẫn điện để dệt vải ..................................................................... 22
1.2.3.
Sợi dẫn điện làm từ xơ dẫn điện 2 thành phần. ................................................... 22
1.2.3.1.
Xơ dẫn điện 2 thành phần có cấu trúc nano [13] ........................................ 23
1.2.3.2
Kéo sợi tơ philamang 2 thành phần [13] .......................................................... 24
1.2.3.3
Vật liệu sản xuất sợi tơ philamang dẫn điện [9], [13] ..................................... 24
1.2.3.4
Sản xuất sợi tơ philamang dẫn điện[9], [13] .................................................... 24
1.2.3.5
Kéo sợi tơ philamangdẫn điện [13] ................................................................... 25
1.2.3.6
Tính chất của sợi tơ dẫn điện ............................................................................ 26
1.2.3.7
Ứng dụng xuất vải bảo hộ lao động trong các ngành công nghiệp ................ 26
1.3.
Vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện trên thị trƣờng. ................................................. 27
1.4.
Kết luận chƣơng 1 .......................................................................................................... 31
Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 32
2.1
Mục đích nghiên cứu...................................................................................................... 32
2.2
Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................................... 32
2.3
Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 33
2.3.1
Thiết kế vải.............................................................................................................. 33
Nguyễn Duy Hưng
Trang 3
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
2.3.1.1
Máy mắc sợi (đồng loạt) .................................................................................... 35
2.3.1.2
Máy hồ (hình 2.6, 2.7, 2.8) ................................................................................. 37
2.3.1.3
Máy xâu go, lƣợc tự động (hình 2.9, 2.10) ........................................................ 39
2.3.1.4
Máy dệt khí (hình 2.11, 2.12, 2.13, 2.14) ........................................................... 40
Thiết kế công nghệ cho các công đoạn trong dây chuyền sản xuất vải.............. 43
2.3.2
2.3.2.1
Vải GTC.45/2.537A: ........................................................................................... 43
2.3.2.2
Vải GTC.45/2.537 ............................................................................................... 44
2.3.2.3
Vải GTC.45/2.537B ............................................................................................ 44
2.3.3
Đặc trƣng kỹ thuật của 3 loại vải đƣợc thiết kế .................................................. 45
2.3.4
Xác định chất lƣợng vải cài sợi dẫn điện với tỉ lệ khác nhau ............................. 45
2.3.4.1.
Xác định các đặc trƣng cấu trúc của vải ...................................................... 45
2.3.4.2.
Xác định tỉ lệ sợi dẫn điện trên vải ............................................................... 46
2.3.4.3.
Xác định độ bền đứt và dãn đứt của vải có thành phần sợi dẫn điện với tỉ
lệ khác nhau ........................................................................................................................ 46
2.3.4.4.
nhau
Xác định độ mềm mại của vải có thành phần sợi dẫn điện với tỉ lệ khác
46
2.3.4.5.
Xác định độ hút ẩm của vải ........................................................................... 46
2.3.4.6.
Xác định khả năng chống tĩnh điện của vải có thành phần sợi dẫn điện với
tỉ lệ khác nhau .................................................................................................................... 47
2.4.
Kết luận chƣơng 2 .......................................................................................................... 47
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................................................ 48
3.1
Kết quả chế tạo 3 loại vải chống tĩnh điện ................................................................... 48
3.2.
Kết quả xác định tỉ lệ sợi dẫn điện trên vải ................................................................. 50
3.3
Kết quả kiểm tra các đặc trƣng cấu trúc của vải ........................................................ 51
3.4
Kết quả xác định độ bền kéo đứt và độ dãn đứt của vải có thành phần sợi dẫn điện
với tỉ lệ khác nhau ...................................................................................................................... 52
3.5
Kết quả đo độ mềm mại của vải có thành phần sợi dẫn điện với tỉ lệ khác nhau .... 54
3.6
Kết quả xácđịnh độ hút ẩm của vải .............................................................................. 55
3.7
Kết quả đo trở kháng điện của 3 loại vải ..................................................................... 56
KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................................................... 58
KIẾN NGHỊ ..................................................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................................. 60
PHỤ LỤC 1: Bảng thiết kế công nghệ vải GTC.45/2.537A ......................................................... 62
Nguyễn Duy Hưng
Trang 4
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
PHỤ LỤC 2: Bảng thiết kế công nghệ vải GTC.45/2.537 ............................................................ 64
PHỤ LỤC 3: Bảng thiết kế công nghệ vải GTC.45/2.537B ......................................................... 66
PHỤ LỤC 4: LỆNH TRIỂN KHAI SẢN XUẤT.......................................................................... 68
PHỤ LỤC 5: Kết qủa kiểm tra các đặc trƣng cấu trúc của vải .................................................. 73
PHỤ LỤC 6: Kết qủa kiểm tra độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải...................................... 74
PHỤ LỤC 7: Kết qủa kiểm tra độ hút hơi nƣớc của vải ............................................................. 75
PHỤ LỤC 8: Kết qủa kiểm tra trở kháng bề mặt của vải ........................................................... 75
Nguyễn Duy Hưng
Trang 5
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Chú giải
ESA
Sự bám hút (Electro Static Atraction)
ESD
Sự phóng tĩnh điện (Electrostatic Discharge)
TC(65/35)
65% Polyester/35% Cotton
TC(70/30)
70% Polyester/30% Cotton
GTC
Ghi chú
Vải Gabadin PeCo
Nguyễn Duy Hưng
Trang 6
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Ký hiệu
Nội dung
Bảng 2.1
Đặc trưng cấu trúc thiết kế của 3 loại vải
Bảng 2.2
Thông số công nghệ máy mắc đồng loạt
Trang
33
36-37
Benninger
Bảng 2.3
Thông số công nghệ máy hồ Benninger
Bảng 2.4
Thông số công nghệ máy xâu go tự động Delta
Bảng 2.5
Thơng số cơng nghệ máy dệt khí Toyota JAT810
Bảng 2.6
Thông số kỹ thuật vải mộc dự kiến
Bảng 3.1
Bảng tổng hợp kết quả xác định tỉ lệ sợi dẫn điện
38-39
40
42-43
45
50-51
trên vải
Bảng 3.2
Kết quả kiểm tra đặc trưng cấu trúc của 3 loại vải
51
Bảng 3.3
Bảng tổng hợp kết quả độ bền đứt và độ dãn đứt
52
của vải
Bảng 3.4
Kết quả xác định độ hút ẩm của vải
55
Bảng 3.5
Bảng tổng hợp kết quả đo trở kháng của vải
56
Bảng 3.6
Phân loại vải chống tĩnh điện theo FTTS-FA-00
57
Nguyễn Duy Hưng
Trang 7
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
DANH MỤC HÌNH VẼ
Ký hiệu
Nội dung
Trang
Hình 1.1
Mơ hình sợi dẫn điện và sợi quang điện
25
Hình 1.2
Cách bố trí thành phần dẫn điện (carbon hoặc kim
25
loại) trong sợi hai thành phần.
Hình 1.3
Một số loại vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện
29
của Cơng ty Phú Bình
Hình 1.4
Một số mẫu quần áo bảo hộ lao động chống tĩnh
29
điện của Công ty Phú Bình
Hình 1.5
Một số loại vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện
30
của Cơng ty Reeco
Hình 2.1
Mặt cắt ngang philamang Belltron B68
32
Hình 2.2
Sơ đồ cơng nghệ sản xuất vải bảo hộ lao động cài
34
sợi dẫn điện
Hình 2.3
Máy mắc đồng loạt Benninger-1
35
Hình 2.4
Máy mắc đồng loạt Benninger-2
35
Hình 2.5
Máy mắc đồng loạt Benninger-3
36
Hình 2.6
Máy hồ sợi Benninger-1
37
Hình 2.7
Máy hồ sợi Benninger-2
37
Hình 2.8
Máy hồ sợi Benninger-3
38
Hình 2.9
Máy xâu do lược tự động Delta-1
39
Hình 2.10
Máy xâu do lược tự động Delta-2
39
Hình 2.11
Máy dệt khí Toyota JAT810-1
40
Hình 2.12
Máy dệt khí Toyota JAT810-2
41
Hình 2.13
Máy dệt khí Toyota JAT810-3
41
Hình 2.14
Máy dệt khí Toyota JAT810-4
42
Hình 3.1
Mẫu vải GTC.45/2.537A
48
Nguyễn Duy Hưng
Trang 8
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ký hiệu
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Nội dung
Trang
Hình 3.2
Mẫu vải GTC.45/2.537
49
Hình 3.3
Mẫu vải GTC.45/2.537B
50
Hình 3.4
Biểu đồ kết quả đo độ bền kéo đứt sợi dọc và sợi
52
ngang của vải
Hình 3.5
Biểu đồ kết quả đo độ dãn đứt sợi dọc và sợi
54
ngang của vải
Hình 3.6
Biểu đồ kết quả đo độ hút hơi nước của vải
55
Hình 3.7
Biểu đồ kết quả đo trở kháng của vải
56
Nguyễn Duy Hưng
Trang 9
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Hiện nay người lao động làm việc trong các mơi trường điện tử có bức xạ điện
rất nguy hiểm tới sức khỏe, đặc biệt là các bạn trẻ. Chính vì vậy, việc sử dụng các
loại vải chống tĩnh điện để may trang phục bảo hộ lao động là giải pháp giúp người
lao động được an tồn khi làm việc trong mơi trường có liên quan tới bức xạ điện
từ.
Vải chống tĩnh điện để may trang phục bảo hộ lao động yêu cầu có khả năng
chống tĩnh điện, nhưng vẫn cần đáp ứng các yêu cầu khác của vải làm trang phục
như độ mềm mại, độ bền cơ học, khả năng hút ẩm, cách nhiệt…, chính vì vậy, loại
vải này thường sử dụng các chất liệu như polyester 100%, TC(65/35), TC(70/30)…,
kết hợp với sợi có khả năng dẫn điện như: cacbon, sợi kim loại... Các loại sợi này có
tác dụng chống tĩnh điện rất tốt. Các loại sợi dẫn điện thường có độ cứng cao hơn
các chất liệu dệt thơng thường, vì vậy nếu sử dụng tỉ lệ sợi dẫn điện cao vải sẽ có
khả năng chống tĩnh điện cao nhưng sẽ làm tăng độ cứng, giảm tính chất tiện nghi
của vải. Chính vì vậy, khoảng cách giữa các sợi carbon hay sợi dẫn điện này càng
mau thì khả năng chống tĩnh điện càng cao. Hơn nữa, các loại sợi này có các ưu
điểm như độ bền cao, tuy nhiên nếu sử dụng với mục đích làm quần áo thì sợi cũng
có một số nhược điểm như không co giãn, độ cứng cao. Vậy tỉ lệ pha trộn sợi dẫn
điện sẽ ảnh hưởng như thế nào tới khả năng chống tĩnh điện của vải nói riêng và các
tính chất khác của vải nói chung, đây chính là lý do luận văn chọn đề tài Khảo sát
ảnh hưởng của tỉ lệ pha trộn sợi dẫn điện đến các tính chất của vải sử dụng làm
quần áo bảo vệ để nghiên cứu.
Sợi dẫn điện có nhiều tính chất ưu việt mà nhiều loại vật liệu khác không có
được, vì thế hiện đang được ứng dụng và sử dụng rộng rãi trên nhiều linh vực như
chế tạo thành các loại vải, nỉ, chiếu, băng, giấy; dùng để làm vật liệu bảo ôn cách
nhiệt; vật liệu tăng cường trong các vật liệu; vật liệu kết cấu máy bay, vật liệu cách
điện màn hình điện tử, dây chằng nhân tạo và các vật liệu thay thế cho bộ phận cơ
thể và còn được dùng để chế tạo vỏ tên lửa, động cơ tàu thuyền, robot công nghiệp,
công nghiệp ô tô, xe máy,…
Nguyễn Duy Hưng
Trang 10
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Ở Việt Nam hiện nay có một số cơng ty kinh doanh những mặt hàng vải bảo hộ
có thành phần sợi dẫn điện hoặc sợi Carbon,nhưng để nghiên cứu sự ảnh hưởng khi
thay đổi tỷ lệ cài sợi dẫn điện đến các tính chất của vải bảo hộ lao động thì hiện nay
chưa cótài liệu nghiên cứu và nói về nó.
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu sự ảnh hưởng khi thay đổi tỷ lệ cài sợi dẫn điện đến các tính chất
của vải (độ bền đứt, độ mềm mại, độ chống tĩnh điện, khả năng hút ẩm)
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:Vải GTC.45/2.537 pha trộn sợi dẫn điện (sợi dọc) với tỉ
lệ khác nhau (1,0cm, 1,5cm và 2,0cm)
Phạm vi nghiên cứu: Khả năng chống tĩnh điện, độ bền đứt, độ dãn đứt, độ
mềm mại, khả năng hút ẩm của vải theo tỉ lệ cài sợi dẫn điện khác nhau:
+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 1,0cm;
+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 1,5cm;
+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 2,0cm.
Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của luận văn là kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và
thực nghiệm để khảo sát ảnh hưởng khi thay đổi tỉ lệ cài sợi dẫn điện đến các tính
chất của vải bảo hộ lao động.
Lý thuyết được nghiên cứu ở phạm vi lý thuyết cơ bản về các tính chất của sợi
dẫn điện.
Thực nghiệm được tiến hành trong việc chủ động tạo mẫu vải với tỉ lệ pha trộn
sợi dẫn điện ở khoảng cách khác nhau cho thí nghiệm, tiến hành đo các thí nghiệm
về độ bền đứt, độ dãn đứt, độ mềm mại, độ chống tĩnh điện, khả năng hút ẩm của
vải.
Đóng góp mới của luận văn
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, luận văn đã nghiên cứu thực nghiệm ảnh
hưởng khi thay đổi tỉ lệ cài sợi dẫn điện đến các tính chất của vải bảo hộ lao động.
Kết quả nhận được cho ta các đánh giá so sánh về mức độ ảnh hưởng đến các tính
chất của vải khi thay đổi tỉ lệ cài sợi dẫn điện với khoảng cách khác nhau.
Nguyễn Duy Hưng
Trang 11
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Nội dung của luận văn : gồm ba chương:
Chương 1 : Tổng quan
Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3 : Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Nguyễn Duy Hưng
Trang 12
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1.
Quần áo và vải dệt chống tĩnh điện
1.1.1.
Tĩnh điện và các tác hại từ tĩnh điện
Sự cố gây ra bởi tĩnh điện:
Sự phóng tĩnh điện (ESD – Electrostatic Discharge). Tương tự như hiện tượng
sét trong tự nhiên. Tĩnh điện trên bề mặt vật thể sẽ phóng các điện tích xuống đất
qua trục máy tạo ra tia lửa điện. Khi tĩnh năng lượng tạo ra của tia lửa điện vượt qua
điểm cháy nổ của vật liệu (các dung môi gas, xăng… bay hơi) sẽ làm phát sinh ngọn
lửa gây hỏa hoạn
Sự bám hút (ESA – Electro Static Atraction):
Các hạt bụi nhỏ khi gần từ trường tĩnh điện sẽ bị phân cực trái dấu. Sau đó các
hạt bụi này sẽ bị hút vào bề mặt vật thể do lực hút. Điều này gây ảnh hưởng rất lớn
đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Những tác hại thường thấy là giảm
chất lượng sản phẩm, mực in bị nhiễm bẩn, bị lem khi in, kẹt máy, làm hư bản in
trên ống đồng…
Tác hại đối với con ngƣời
Với một lượng điện tích rất lớn trên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực
mạnh ở môi trường xung quanh. Từ trường này có tác hại về lâu dài với sức khỏe
con người, trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần kinh, hệ sinh dục, hệ tuần
hoàn. Đặc biệt lực tĩnh điện có khả năng giật người thao tác gây ra tai nạn lao động
Tác hại của tĩnh điện trong sản xuất
Tĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thích hợp (khoảng 3000
volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực
của các vật thể khi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cực này tạo ra
lực hút Culon đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thể này vào bề mặt của vật mang tĩnh
điện. Hiện tượng hút bụi này ảnh hưởng tới chất lượng của các qúa trình sản xuất
cần sạch bề mặt như: In ấn, lắp đặt, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng phủ,
sơn, xi mạ và các qui trình sản xuất điện tử…
Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu như:
Màng phim, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm. Các
Nguyễn Duy Hưng
Trang 13
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
bao bì làm ra khơng thể xếp ngay hàng . Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến
cháy nổ. Hỏa hoạn từ những nơi dễ cháy như dung môi in. Mực in bị lem (vết chân
chim, kéo râu…). Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động. Quy trình đóng rót
bị hút bụi, miệng túi bị hở. Các sản phẩm nằm khơng đúng vị trí vì đẩy nhau do
nhiễm tĩnh điện gây phế phẩm. Kẹt màng vào các trục cuốn của máy và nhiều tác
hại khác.
1.1.2.
Giải quyết vấn đề tĩnh điện
Các chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau. Đối với các chất liệu
dẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp.
Đối với những chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì
chỉ có một giải pháp là dùng ionizer. Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoà
những vùng bị tĩnh điện, nếu khơng được trung hịa bởi những điện tích tự do, tĩnh
điện mất đi rất chậm. Những vật liệu cách điện cho phép những nhóm điện tích âm
và điện tích dương hình thành. Khi những điện tích khơng thể di chuyển trên bề mặt
của vật liệu này, việc nối đất khơng thể loại bỏ những điện tích này. Sự ion hóa là
phương tiện để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cách điện. Sự ion hoá các điện tử
tự do trong khơng khí bằng phương pháp phân cực điện áp cao tạo ra liên tục luồng
điện tích âm và điện tích dương. Những điện tích này sẽ kết hợp với những điện tích
trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệt tiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách
điện.
Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử được các ion bằng cách trung hoà
chúng. Một số thiết bị chống tĩnh điện thông dụng là: thanh khử tĩnh điện, vòi phun
chống tĩnh điện, súng chống tĩnh điện, dao khí, quạt ion, bộ nạp tĩnh điện, vịng tay
tĩnh điện, dây nối đất, quần áo chống tĩnh điện…
Để chống tĩnh điện cho một hệ thống máy in, người ta gắn những thanh khử
tĩnh điện lên một số vị trí để nó trung hồ các ion tạo ra từ giấy trong q trình cọ
xát, xả cuộn, sấy khơ… Để chống tĩnh điện trong quá trình sơn, người ta sử dụng
quạt ion hoặc thanh khử tĩnh điện gắn ở vị trí gần nơi phun sơn để những thiết bị
này khử ion trong các hạt sơn. Do không bị nhiễm tĩnh điện, các hạt sơn bám chắc
Nguyễn Duy Hưng
Trang 14
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
chắn vào bề mặt hạt cần sơn, tạo nên lớp sơn thẩm mỹ hơn.Và còn nhiều ứng dụng
nữa của các dụng cụ chống tĩnh điện trong việc chống lại tĩnh điện gây thiệt hại cho
sản xuất và cuộc sống con người.
1.1.3.
Nhu cầu về quần áo và vải chống tĩnh điện
Hiện nay người lao động làm việc trong các môi trường điện tử có bức xạ điện
rất nguy hiểm tới sức khỏe, đặc biệt là các bạn trẻ [6].
Sử dụng quần áo bảo hộ chống tĩnh điện là cần thiết trong các khu vực có khả
năng nổ và bên ngồi khu vực nguy hiểm, trong sản xuất linh kiện điện tử để bảo vệ
người lao động khỏi các nguy cơ của tĩnh điện (ESD). Một trong những thành phần
cơ bản để bảo vệ người lao động là quần áo bảo hộ. Sự tích điện trên quần áo sử
dụng có thể gây ra nguy hiểm cho cơ thể con người, nó có thể gây cháy, nổ hoặc tai
nạn. Tại nơi làm việc có nguy cơ xảy ra hiện tượng cháy, nổ,cần phải sử dụng quần
áo bảo hộ làm bằng vật liệu có tính chống tĩnh điện tốt đã được kiểm định bởi các
thử nghiệm trong phịng thí nghiệm chun dụng. Quần áo chống tĩnh điện cũng
được yêu cầu sử dụng ở ngồi vùng có nguy cơ cháy, nổ, ở đó u cầu bảo vệ chống
tĩnh điện được sử dụng vì các lý do khác, ví dụ: trong ngành cơng nghiệp điện tử,
trong sản xuất và lắp ráp các thành phần nhạy cảm, cũng như trong khi vận hành
dụng cụ đo lường điện tử, máy tính… [1]
Chính vì vậy, việc sử các loại vải chống tĩnh điện để may trang phục bảo hộ lao
động là giải pháp giúp người lao động được an tồn khi làm việc trong mơi trường
có liên quan tới bức xạ điện từ hoặc có nguy cơ tĩnh điện cao [1].
Vải dệt chống tĩnh điện
Khái niệm về vải chống tĩnh điện [4] Vải chống tĩnh điện chủ yếu bao gồm
các sản phẩm phù hợp với các quy định an tồn cho các mơi trường có tính dễ cháy
hoặc nổ cao. Tuy nhiên, loại này cũng bao gồm các sản phẩm được sử dụng trong
các phòng điều hành để ngăn chặn tĩnh điện gây trở ngại cho thiết bị y tế. Trong
mơi trường có độ ẩm thấp (rất khơ), cơ thể con người có thể tạo ra một lượng điện
tích đáng kể. Vải dệt chống tĩnh điện ngăn cơ thể khỏi bị điện giật do tĩnh điện. Các
Nguyễn Duy Hưng
Trang 15
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
sản phẩm này thường bao gồm sợi kim loại được pha trộn với xơ bông, polyester
dưới dạng xợi xe hoặc dệt cài trong vải dệt thoi hoặc dưới dạng xơ dệt có thành
phần “carbon dẫn điện màu đen”, ví dụ, Nega-Stat® của Barnet làsợi filament 2
thành phần. Đây làtơ filament có thiết diện ngang dạng 3 khía trong đó một lõi là
thành phần dẫn điện được bao bọc bởi vỏ bọc bằng polyester, loại sợi này đã được
cấp bằng độc quyền.
Để đánh giá vải chống tĩnh điện người ta có thể sử dụng các chỉ tiêu chất lượng
sau [4]:
1. Khả năng chống tích điện bề mặt (Surface-charge resistance)
2. Khả năng tĩnh điện ma sát (Friction-charge electrostatic)
3. Bán thời gian (Half-time)
4. Thời gian xả tĩnh điện (Decay time)
Yêu cầu về chỉ tiêu dẫn điện của vải chống tĩnh điện
- Theo tiêu chuẩn FTTS-FA-009 của Đài Loan [4] vải chống tĩnh điện được
phân loại theo các tiêu chí sau:
+ Điện áp tạo ra do ma sát (U):
Tích điện ma sát (V)
Dệt kim / Dệt thoi
Cấp
Phân loại
U ＜100
3
Xuất sắc
100 ≤ U < 500
2
Tốt
500 ≤ U < 1000
1
Khá tốt
Điện trở bề mặt (Ω)
Cấp
Phân loại
1x104 ≤ R ＜1x106
3
Xuất sắc
1x106 ≤ R ＜1x109
2
Tốt
1x109 ≤ R ＜1x1012
1
Khá tốt
Sợi dọc và sợi nang
+ Điện trở bề mặt (R)
Nguyễn Duy Hưng
Trang 16
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
+ Thời gian xả tĩnh điện (S)
Thời gian xả (Giây)
Cấp
Phân loại
S ＜ 0.01
3
Xuất sắc
0.01 ≦ S ＜ 0.5
2
Tốt
0.5 ≦ S ＜ 2
1
Khá tốt
-Theo các tiêu chuẩn châu Âu [1]
Theo PN-EN 1149–5: 2009 tại mơi trường có khả năng gây nổ, đòi hỏi phải sử
dụng quần áo bảo hộ làm bằng vật liệu có điện trở suất bề mặt Rs≤ 2,5 × 10 9 Ω,
được kiểm tra theo PN-EN 1149–1: 2008và / hoặc thời gian bán phân rã T50<4 s,
được kiểm tra theo PN-EN 1149–3: 2007. Theo PN-EN 1149–5: 2009, PN-E05204: 1994 và IEC / TS 60079–32–1: 2013 trong các khu vực có khả năng nổ,
cấmmặc và cởi quần áo bảo vệ, hành động làm sạch quần áo (phủi bụi…) cũng bị
cấm trong khu vực này. Yêu cầu này cũng áp dụng cho các thiết bị bảo hộ cá nhân
khác. Theo PN-EN 61340–5–1: 2009 quần áo được sử dụng trong sản xuất, lắp ráp
và vận hành các thiết bị điện tử nhạy cảm tĩnh điện phải được làm bằng vật liệu có
điện trở điểm-điểm (Rp-p) đáp ứng điều kiện Rp-p <1×1012 Ω, được kiểm tra theo
IEC 61340–4–9: 2013. Theo PN-E-05204: 1994 nhân viên có mặt tại các khu vực
trong và ngoài tại các khu vực nguy hiểm được thiết lập 0,1 và 20, phải được trang
bị giày dẫn điện có đế có điện trở suất Rv ≤ 1×106 Ω. Trong môi trường với tia lửa
điện tối thiểu MIE ≤ 0,1 mJ, phải sử dụng giày có đế Rv ≤1×106 Ω bất kể vùng
nguy hiểm được xác định. Theo PN-E-05204: 1994 ở khu vực trong nhà với các khu
vực nguy hiểm nổ 2,21 và 22 với môi trường tia lửa điện MIE> 0,1 mJ, cho phép
điện trở rò rỉ của cơ thể người R h.l. ≤ 1 × 109Ω. Theo IEC / TS 60079–32–1: 2013
đểbảo vệ chống lại việc phóng tĩnh điện nguy hiểm từ cơ thể người trong môi
trườngdễ nổ bằng cách mang giày với đế có điện trở Rv dưới 100 MΩ, trong khi sử
dụng sàn dẫn điện thích hợp cùng một lúc. Theo IEC / TS 60079–32–1: 2013 ở
trong nhà, khu vực nơi vật liệu dễ nổ được sử dụng thì giày có đế với điện trở Rv
Nguyễn Duy Hưng
Trang 17
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
<1×105 Ω sẽ được sử dụng; theo PN-E05205: 1997 điện trở rò của cơ thể người là
tổng trở giữa giày và nền nhà, không vượt quá 1 MΩ; Theo PN-EN 61340–5–1:
2009 đế giày được sử dụng trong sản xuất, lắp ráp và vận hành các thiết bị điện
nhạy cảm với tĩnh điện phải đáp ứng yêu cầu về giá trị điện trở Rv <1×108 Ω, được
kiểm tra theo IEC 61340 –4–3: 2003. Theo PN-EN 16350: 2014 trong khu vực nguy
hiểm dễ nổ, găng tay bảo hộ phải được sử dụng để “tiêu hao điện tích” làm bằng
vật liệu có điện trở Rv <1×108Ω, được xác định theo PN-EN 1149–2: 1998. Theo
IEC / TS 60079–32–1: 2013ở những nơi dễ nổ cho phép điện trở rò của cơ thể
người (Rh.l.) xuyên qua giày bảo hộ hoặc găng tay với giá trị lên đến 100 MΩ trong
trường hợp nếu thiết bị bảo hộ cá nhân được thiết kế để "tiếp đất” cơ thể con người
1.1.4.
Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá các chỉ tiêu dẫn điện của vải
-Theo tiêu chuẩn FTTS-FA-009 của Đài Loan [4]
Phƣơng pháp đo tĩnh điện ma sát
+ Điều kiện thử nghiệm: Thử nghiệm phải được thực hiện ở nhiệt độ 20 +/- 2
℃ và độ ẩm 40 +/- 2%; với các yêu cầu đặc biệt, độ ẩm và nhiệt độ khác có thể
được sử dụng.
+ Chuẩn bị mẫu: lấy 20 mẫu thử, mỗi mẫu dài 50 mm (2 inch), ngang 25mm (1
inch) từ mẫu thử. 10 mẫu được thực hiện dọc theo hướng sợi dọc và 10 mẫu thực
hiện dọc theo hướng sợi ngang.
+ Để mẫu ít nhất 24 giờ trong điều kiện nhiệt độ 20 +/- 2 ℃ và độ ẩm 40 +/- 2%
Thiết bị và vật liệu: thiết bị đo điện thế tĩnh điện ma sát và vải ma sát (theo JIS
L1094).
+ Tiến hành:
Lấy 20 miếng vải ma sát (Bông, Len), mỗi miếng dài 150mm (6 inch) ngang
25mm (1inch), 10 theo hướng sợi dọc và 10 theo hướng sợi ngang.
Giặt vải ma sát theo điều kiện giặt được quy định trong phương pháp JIS
L0217-103 trước khi thử.
Cố định mẫu thử vào khung (xử lý cho phẳng với vải ma sát), xoay trống quay
với tốc độ 400 vòng /phút để chà mẫu thử. Đo điện thế tĩnh điện sau 60 giây chà sát.
Nguyễn Duy Hưng
Trang 18
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Thay thế mẫu thử và vải ma sát, lặp lại quy trình này trên 5 mẫu thử tương ứng theo
hướng dọc và hướng ngang.
Nếu kỹ thuật viên sử dụng vải bơng ma sát trong thử nghiệm thứ nhất, thì thử
nghiệm thứ 2 nên sử dụng vải len để thử nghiệm.
Trước khi gắn mẫu lên khung, phải dán băng keo lên khung giữ.
+ Kiểm tra điện trở suất bề mặt: Có hai loại thử nghiệm, được mơ tả như sau:
Loại I: kiểm tra điện trở suất bề mặt (theo AATCC 76): áp dụng cho vải.
Loại II: tra điện trở suất điện bề mặt điểm-điểm (theo ESD STM2.1): áp dụng
cho hàng may mặc.
+ Điều kiện thử nghiệm: Các thử nghiệm phải được thực hiện ở nhiệt độ 23 +/2 ℃ và độ ẩm 20 +/- 2%; các yêu cầu đặc biệt, độ ẩm và nhiệt độ khác có thể được
sử dụng nhưng cần được đánh dấu trên báo cáo.
+ Mẫu thử:
Loại I: lấy ngẫu nhiên 5 mẫu thử có kích thước phù hợp với các điện cực của
thiết bị cụ thể đang được sử dụng.
Loại II: hàng may mặc
+ Tiến hành: các mẫu trước khi thử phải để ở điều kiện ít nhất 24 giờ ở nhiệt độ
23 +/- 2 ℃ và độ ẩm 20 +/- 2%.
+ Thiết bị:
Loại I: đồng hồ đo điện trở đồng tâm (tham khảo AATCC 76)
Loại II: đồng hồ đo điện trở điểm-điểm (tham khảo ESD STM2.1)
Lưu ý: Đồng hồ đo điện trở kết hợp với hệ thống điện cực phải có khả năng đo
các giá trị trong khoảng 103 đến 1012.
+ Phương pháp thí nghiệm:
Bật nguồn điện chính của đồng hồ đo điện trở.
Điện áp thử nghiệm là 100V.
Đối với loại I, đặt mẫu thử phẳng và đặt máy dò trên mẫu thử; đối với loại II,
đặt hàng may mặc bằng phẳng và đặt hai máy dò trong cả hai tay áo tương ứng.
Ghi lại dữ liệu (Ω) từ đồng hồ
Giá trị trung bình của năm dữ liệu thử nghiệm là kết quả báo cáo thử nghiệm.
Nguyễn Duy Hưng
Trang 19
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
Thử nghiệm xả tĩnh điện:
+ Điều kiện thử nghiệm: Các thử nghiệm phải được thực hiện ở nhiệt độ 23 +/2 ℃ và độ ẩm dưới 15%; đối với các yêu cầu đặc biệt, có thể sử dụng độ ẩm và
nhiệt độ khác nhưng phải được đánh dấu trên báo cáo.
+ Mẫu thử: 3 mẫu có kích thước dài 125mm (5 inch), ngang 75mm (3 inch).
+ Dụng cụ: thiết bị kiểm tra xả tĩnh điện
+ Tiến hành kiểm tra:
Bật nguồn điện chính của máy thử và để nóng trong 5 phút.
Đặt mẫu vào máy kiểm tra, sạc mẫu với 5000volt, sau đó đo thời gian mà điện
tích tĩnh điện này làm giảm đến 500volts. Đây là thời gian xả tĩnh điện.
Ghi lại thời gian xả tĩnh điện
Lặp lại bước 2 đến 3 để thực hiện phép thử -5KV.
Thử 3 lần cho mỗi mẫu thử trên cả điện cực dương và điện cực âm. Ghi lại tất
cả các kết quả kiểm tra và báo cáo số đọc cao nhất.
-Theo các tiêu chuẩn châu Âu
Các tài liệu quy phạm quy định cả hai yêu cầu và phương pháp thử đối với
thành phẩm và vật liệu được sử dụng cho quần áo bảo hộ chống tĩnh điện. Ví dụ,
phương pháp thử trở kháng của quần áo được sử dụng trong môi trường dễ nổ được
xác định trong Tiêu chuẩn Ba Lan: PN-EN 1149–1: 2008-Quần áo bảo hộ. Tính
chất tĩnh điện. Phần 1: Phương pháp thử để đo điện trở suất bề mặt. PN-EN 1149–2:
1999-Quần áo bảo hộ. Tính chất tĩnh điện. Phần 2: Phương pháp thử để đo điện trở
suất.
Các phương pháp thử được mô tả trong các tiêu chuẩn PN-EN 1149-1: 2008 và
PN-EN 1149–2: 1999 được sử dụng để xác định điện trở suất và đánh giá tính chất
chống tĩnh điện của vải đồng nhất. Mặc dù chúng khơng thích hợp để thử nghiệm
các loại vải không đồng nhất hiện đại, chứa các sợi lõi dẫn điện, tức là các sợi trong
đó các thành phần dẫn điện được bọc hồn tồn trong vật liệu không dẫn điện (định
nghĩa sau PN-EN 1149–3: 2007). Vải có sợi lõi dẫn điện thường có điện trở suất
cao (bậc 1011 Ω), nhưng không chịu sự phát điện tích điện nguy hiểm. Trong những
trường hợp như vậy, các phương pháp thử khác được sử dụng, dựa trên đó có thể
Nguyễn Duy Hưng
Trang 20
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
chọn các vật liệu có khả năng khơng có hoặc điện tích thấp. Một trong những
phương pháp như vậy là kiểm tra tốc độ xả điện tích từ bề mặt vật liệu quần áo bảo
hộ theo PN-EN 1149-3: Quần áo bảo hộ - Đặc tính tĩnh điện - Phần 3: Phương pháp
thử để đo sự xả điện tích. Các phương pháp thử nghiệm điện khí hóa thay thế cho
quần áo bảo hộ được mô tả trong PN-E-05201: 1992 Bảo vệ điện tĩnh - Phương
pháp đánh giá các mối nguy hiểm do điện khí hóa của vật liệu điện mơi rắn. Phương
pháp đánh giá nguy cơ cháy nổ. Phương pháp thử găng tay theo PN-EN 1149–2:
1999 được quy định theo tiêu chuẩn PN-EN 16350: 2014 Găng tay bảo hộ - Đặc
tính tĩnh điện. Trong khi phương pháp thử giày dép được mô tả trong các tiêu
chuẩn: - PN-EN 61340–4–3: 2003 Tĩnh điện - Phần 4–3: Phương pháp thử tiêu
chuẩn cho các ứng dụng cụ thể. Giày dép. - PN-EN ISO 20344: 2004 Thiết bị bảo
hộ cá nhân. Phương pháp thử giày dép. Tất cả các phương pháp thử nghiệm nói trên
cho quần áo bảo hộ phải được tiến hành trong các phịng thí nghiệm, nghiên cứu
được cơng nhận.
1.2. Các phƣơng pháp chế tạo vải chống tĩnh điện
Có nhiều phương pháp để tạo ra vải chống tĩnh điện như: sử dụng sợi kim loại,
tráng phủ lên bề mặt vải dệt một lớp pigment kim loại dẫn điện lên bề mặt vải, hoặc
tráng phủ lớp polyme hữu cơ như polyaniline, hay polypyrole với nano carbon để
tạo lớp dẫn điện [3], [5], [7].
1.2.1.
Sử dụng cơng nghệ hồn tất để đƣa chất dẫn điện lên vải [3], [12]
Nhiều chất chống tĩnh điện khác nhau đã được áp dụng cho vải polyester. Vật
liệu hydrophilic với tính chất chống tĩnh điện có thể làm giảm tích điện bằng cách
hấp thụ độ ẩm từ khơng khí. Tuy nhiên, vật liệu phủ thấm nước trên bề mặt sợi có
thể dễ dàng được thủy phân khi giặt các loại vải. [3]
Bạc và các kim loại khác có độ dẫn điện cao nhất trong tất cả các kim loại; oxit
của nó cũng dẫn điện. Nó ổn định trong khơng khí và nước. Một hạt nano bạc có
diện tích bề mặt lớn và kích thước rất nhỏ. Các hạt nano bạc chống tĩnh điện bởi vì
chúng chuyển các electron từ các dải hóa trị sang dải truyền dẫn. Nano-bạc đã được
Nguyễn Duy Hưng
Trang 21
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
sử dụng như một vật chống nhiễm từ. Một kết quả nghiên cứutiến hành như sau:
đầu tiên, vải polyester được xử lýchống tĩnh điện bằng nano-bạc, sau đó nó được xử
lý bằng chất chống thấm nước fluorin. Kết quả nhận được loại vải này đã đạt được
sự kết hợp đáng chú ý về tính chống tĩnh điện và chống thấm nước. [3]
1.2.2.
Tạo ra sợi từ xơ dẫn điện để dệt vải
Cơng nghệ tráng phủ (đã nói ở mục trên) tuy tạo ra được khả năng chống tĩnh
điện cho vải, nhưng có thể bị mất dần lớp dẫn điện trên bề mặt vì vậy giải pháp tạo
ra sợi dẫn điện vẫn là giải pháp tốt để đảm bảo sản phẩm có khả năng chống tĩnh
điện lâu dài. Các kỹ thuật truyền thống sử dụng sợi pha với xơ dẫn điện là các xơ
kim loại rất mảnh [5], [7] và xơ carbon.
Nghiên cứu [7] đã nghiên cứu công nghệ kéo sợi dẫn điện từ xơ xtapen PET và
xơ carbon bằng phương pháp kéo sợi ma sát và phương pháp kéo sợi nồi cọc truyền
thống, kết quả cho thấy rằng xơ carbon có thể trộn với xơ PET để kéo sợi và dệt vải
để làm vải tiêu tĩnh điện. Vải có sợi ngang là sợi ma sát PET pha carbon có thể sử
dụng làm vải nội thất, làm thảm trong phòng sạch.
Sợi nồi cọc PET pha carbon có thể sử dụng làm sợi dọc và sợi ngang để tăng
khả năng chống tĩnh điện, do độ mềm mại của nó, nó có thể sử dụng làm quần áo
bảo vệ chống tĩnh điện trong phịng sạch.Tuy nhiên có thể nói hạn chế nổi bật của
loại sợi chống tĩnh điện này là độ cứng của nó.
1.2.3.
Sợi dẫn điện làm từ xơ dẫn điện 2 thành phần.
Vải sử dụng làm quần áo bảo vệ chống tĩnh điện, ngoài khả năng chống tĩnh
điện vải vẫn phải đáp ứng các yêu cầu khác đối với vải làm quần áo bảo vệ như có
độ bền cơ học tốt, có độ mềm uốn tốt để chịu được quá trình gia cơng sản phẩm…
Hơn nữa vải cũng phải đảm bảo tính tiện nghi sinh lý nhiệt, tiện nghi vận động cho
người sử dụng. Hiện nay đang bùng nổ phương pháp tạo xơ 2 thành phần trong đó
có thành phần dẫn điện có thể là carbon hoặc kim loại để dẫn điện, thành phần
chính có thể là PET hoặc Nylon hoặc các loại polyme khác để đảm bảo các yêu cầu
khác của xơ dệt, thành phần dẫn điện có thể là lõi, vỏ bố trí đồng tâm hoặc lệch tâm
Nguyễn Duy Hưng
Trang 22
Khóa 2016B
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Ngành công nghệ vật liệu dệt may
so với thành phần polyme chính [7], [8], [9], [13]. Tùy vào yêu cầu chức năng của
vải mà người ta có thể thay đổi tỉ lệ sử dụng tơ dẫn điện 2 thành phần cao hay thấp.
1.2.3.1. Xơ dẫn điện 2 thành phần có cấu trúc nano [13]
Thơng thường, sợi polyme được biết đến với tính chất cơ học tuyệt vời do cấu
trúc dị hướng. Nếu vật liệu nanocomposite được sử dụng để kéo sợi, thì có thể đạt
được các chức năng hồn tồn mới. Bản thân q trình kéo sợi có thể được sử dụng
để kiểm sốt cấu trúc nano của vật liệu, ví dụ: bằng cách kéo ở trạng thái nóng chảy
hoặc rắn. Với các điều kiện xử lý phù hợp, chức năng có thể được tăng cường so với
vật liệu rời vì có thể định hướng được trong các cấu trúc nano.
Nanocomposite được xử lý thành sợi trong q trình kéo sợi dệt nóng chảy.
Trong q trình này, polyme nhiệt dẻo được làm nóng chảy nhờ sự hỗ trợ của máy
ép đùn, vận chuyển đến bộ phận đặt vòng quay với mao dẫn nhỏ trong phạm vi vài
trăm micron, khi tốc độ cắt cao trong phạm vi từ 10.000 s-1 đến 100.000 s-1. Sau khi
ra khỏi bộ phận đặt vòng quay, sợi được kéo ra bằng cách xoay các cốc nhỏ, trong
khi vận tốc bề mặt của cốc kéo xuống nhanh hơn nhiều so với vận tốc ép đùn. Do
đó, sợi nóng chảy được kéo gấp vài trăm lần chiều dài ban đầu, trong khi có được
định hướng của các chuỗi polyme. Nếu mong muốn các chức năng điện tử, như độ
dẫn điện hoặc hoạt động quang điện, thường phải thêm lượng lớn hạt nano vào
polyme nhiệt dẻo tạo thành ma trận nano trong nền polyme, vì các hạt cần chạm vào
nhau và tạo thành mạng thấm. Thông thường, việc bổ sung thêm chất phụ gia này
làm giảm các tính chất cơ học của polymer và làm q trình kéo sợi nóng chảy
khơng thể thực hiện được. Do đó, cần có q trình kéo sợi hai thành phần, trong đó
các nanocomposite có tải trọng cao được kết hợp với một polymer kéo sợi bình
thường, mang tải trọng cơ học. Với sự trợ giúp của quá trình kéo sợi và các thơng số
(ví dụ: tốc độ cắt ở tỷ lệ khn kéo sợi hoặc kéo sợi nóng chảy), cấu trúc của vật
liệu nanocomposite có thể được sửa đổi và tăng cường so với vật liệu rời.
Nguyễn Duy Hưng
Trang 23
Khóa 2016B
