Nghiên cứu cấu trúc vải tráng phủ và các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng cơ lý của đường may

....

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

Phan Thanh Thảo

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VẢI TRÁNG PHỦ VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐƯỜNG MAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT

Hà Nội, 2006


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

Phan Thanh Thảo

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VẢI TRÁNG PHỦ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐƯỜNG MAY

Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu dệt

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
HOÀNG THỊ LĨNH, ĐỖ VĂN VĨNH

Hà Nội, 2006

iii

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên
cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nêu trong
luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả

Phan Thanh Th¶o


iv

Lời cảm ơn
Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS. TS Hoàng Thị Lĩnh, TS. Đỗ
Văn Vĩnh - đà nhiệt tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi góp ý
cùng tác giả trong quá trình thực hiện luận án.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Hữu ChiÕn – Tr­ëng Khoa CN DÖt
May & Thêi trang, PGS. TS Trần Bích Hoàn Trưởng Bộ môn CN May & Thêi trang, TS. Vị
ThÞ Hång Khanh - Tr­ëng Bé môn Vật liệu & CN Hoá Dệt, các nhà khoa học, các giảng viên,
các cán bộ thuộc Bộ môn CN May & Thêi trang, Bé m«n VËt liƯu & CN Ho¸ DƯt, Khoa CN
DƯt May & Thêi trang - Tr­êng Đại học Bách Khoa Hà nội, đà có nhiều đóng góp quí báu và
tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình thực hiện công trình nghiên cứu.
Đồng thời, tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn Trung tâm Đào tạo Sau đại học, Phòng
Khoa học Công nghệ, Bộ môn Toán ứng dụng, Phòng thí nghiệm Phân tích và Đo lường
Vật lý, Phòng thí nghiệm CN Vật liệu - trường Đại học Bách Khoa Hà nội; Trung tâm Khoa

học Vật liệu - trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội; Phòng thí nghiệm
3 Trung tâm Đo lường Tiêu chuẩn Khu vực I; ViƯn Kinh tÕ Kü tht DƯt – May; C«ng ty Dệt
Phước Long; Công ty Nhựa Rạng Đông, đà giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận án.
Cuối cùng, nhưng rất quan trọng, là lòng biết ơn chân thành nhất xin được gửi tới gia
đình, những người thân yêu gần gũi đà cùng san sẻ gánh vác mọi công việc, tạo điều kiện
cho tác giả hoàn thành luận ¸n.

T¸c gi¶


v

Danh mục các chữ viết tắt, các kí hiệu trong luận án
Các chữ viết tắt :
AATCC
ASTM
Matlab
VISUAL
BASIC
ISO
PA
PET
P.S
PU
PVC
PVS
SEM
TCVN

American Association of Textile Chemists and Colorists

(Hiệp hội Hoá dệt và chất màu Hoa Kỳ)
American Society for Testing and Material
(HiƯp héi thư nghiƯm vµ vËt liệu Hoa Kỳ)
Matrix Laboratory
(Phần mềm tính toán và hiển thị của hÃng MathWorks.Inc)
Visualization (Kỹ thuật hiển thị hình ảnh)
Beginner All-Purpose Symbolic Instruction Code
(Chương trình ngôn ngữ máy tính thông dụng)
International Standard Organization (Tỉ chøc tiªu chn qc tÕ)
Polyamit
Polyeste
Pucker Seam (ChØ số đánh giá độ uốn sóng của vải trên đường may)
Polyuretan
Polyvinyl Clorua
Pucker Vision System (Hệ thống đánh giá độ nhăn ®­êng may)
Scanning Electron Microcopy (KÝnh hiĨn vi ®iƯn tư qt)
Tiªu chuẩn Việt nam

Các ký hiệu :
Bf
b
C
C0
D
d
E
Fi
Ff
f
G

H0
HS
h
K
LD
Lđ
L LV

độ cứng uốn (Nm2/m)
chiều rộng (mm)
độ co tuyệt đối của vải sau khi may (mm)
hệ số đàn hồi của lò xo điều chỉnh lực nén chân vịt trên máy may
Denier (g/9000 m)
khối lượng riêng (g/cm3)
mô đun đàn hồi (glực/cm2)
lực ma sát (N)
độ uốn sóng tuyệt đối của vải trên đường may (mm)
chiều cao sóng uốn của vải (mm)
độ cứng trượt (N/m rad)
chiều dài ban đầu của lò xo điều chỉnh lực nén chân vịt trên máy may
hệ số hiệu dụng đường may
độ dày (mm)
số yếu tố ảnh hưởng trong nghiên cứu thực nghiệm nhiều yếu tố
chiều dài của lớp vải dưới sau khi may (mm)
®é gi·n ®øt tut ®èi cđa ®­êng may mịi thoi (mm)
chiều dài đoạn chỉ chịu ma sát qua mắt kim khi may vải có chiều dày h


vi

L L0
LT
LU
L0
l0
M
Mu
Np
Nm
N
n
nm
n mm
P d-dm
P dm
P §X
PV
P
p
Q
QC
T
tm
Xj
x (±1,0)
Y, y
Zj
Wl
α
β

σ

εv
εn
ε dm
ε S ( C )

à



H m
S m
x

chiều dài tiêu chuẩn của đoạn chỉ chịu ma sát qua mắt kim đối với một
máy may cụ thể khi may vải có chiều dày tiêu chuẩn h 0 (mm)
chiều dài của lớp vải trên sau khi may (mm)
chiều dài chỉ tiêu hao cho một mũi may (mm)
chiều dài của mẫu vải chưa may (mm)
chiều dài một mũi may (mm)
khối lượng phân tử
mô men uốn
áp lực (N)
chi sè sỵi hƯ mÐt (1000m/g)
tỉng sè thÝ nghiƯm (thÝ nghiệm)
số lỗ đâm kim trên vải may
độ bền mỏi của đường may mũi thoi (số chu trình)
độ bền mài mòn của đường may mũi thoi (số chu trình)
độ bền kéo ®øt ®­êng may (N hc kglùc)

®é bỊn kÐo ®øt ®­êng may có chiều dài nhất định (N/cm;kglực/cm)
lực đâm xuyên của kim (N)
độ bền đứt vải (N; N/mm2)
lực nén chân vịt (N)
chiều dài sóng uốn hay bước sóng uốn của vải (mm)
lực nén xuất hiện trong vải dưới tác động của sức căng chỉ (N)
độ bền kéo đứt của vòng chỉ may (glực/vòng; N/vòng)
sức căng chỉ (glực)
độ bền lâu của đường may mũi thoi (h)
biến giải thích
biến mà hoá
đặc trưng nghiên cứu (biến cần giải thích)
biến thực
độ uốn sóng tương đối của vải lân cận đường may (%)
góc ôm của chỉ kim và chỉ thoi tại nút đan chỉ (rad)
góc giữa các tiếp tuyến với đường tròn mặt cắt của chỉ tại nút đan chỉ của
mũi may (rad)
ứng suất (N/mm2)
sự biến dạng của vải nền (%)
sự biến dạng của nhựa tráng phủ (%)
độ giÃn đứt tương đối của đường may (%)
độ co tương đối của vải sau khi may (%)
hệ số giảm độ bền của chỉ sau may
hệ số ma sát
biến ngẫu nhiên
độ xê dịch tuyệt đối của vải sau khi may (mm)
độ xê dịch tương đối của vải sau may (%)
sù thay ®ỉi enthalpy trong pha trén
sù thay ®ỉi entropy trong pha trộn.
sự thay đổi chiều dài của lò xo điều chỉnh lực nén chân vịt trên máy may

vii



cường lực trượt của bề mặt kết dính (N)

Danh mục các bảng số liệu, sơ đồ trong luận án
Bảng 1.1. Khả năng chịu nhiệt của một số vải tráng phủ thông dụng.
Bảng 1.2. Tính chất cơ lý đặc trưng của một số loại vải tráng phủ.
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của vải tráng phủ nghiên cứu.
Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật của mẫu chỉ nghiên cứu.
Bảng 2.3. So sánh một số phương pháp xác định độ bền đường may.
Bảng 2.4. Khoảng biến thiên của thông số tốc độ may.
Bảng 2.5. Khoảng biến thiên của thông số mật độ mũi may.
Bảng 2.6. Khoảng biến thiên của thông số chi số chỉ và chi số kim.
Bảng 2.7. Khoảng biến thiên của thông số lực nén chân vịt.
Bảng 2.8. Khoảng biến thiên của thông số sức căng chỉ kim.
Bảng 2.9. Bảng tổng kết khoảng biến thiên của các thông số mắc máy may.
Bảng 2.10. Mô hình thí nghiệm vải nhóm 1.
Bảng 2.11. Mô hình thí nghiệm vải nhóm 2, 3 và 4.
Bảng 2.12. Khoảng biến thiên của nhiệt độ và thời gian tác động nhiệt trong nghiên cứu
lÃo hoá vải tráng phủ và đường may.
Bảng 2.13. Mô hình thí nghiệm nghiên cứu lÃo hoá vải tráng phủ và đường may.
Bảng 3.1. Kết quả đo độ bền đứt của vải tráng phủ nghiên cứu.
Bảng 3.2. Kết quả đo độ bền kết dính của vải tráng nghiên cứu.
Bảng 3.3. Kết quả đo ®é bỊn ®­êng may sư dơng chØ PET may v¶i tráng phủ
Bảng 3.4. Quy luật ảnh hưởng của chi số chỉ PET đến độ bền đường may vải tráng phủ.
Bảng 3.5. Độ bền kéo đứt trung bình của vòng chỉ may PET chi số khác nhau.

Bảng 3.6. Giá trị hệ số thực nghiệm biểu thị sự giảm độ bền của chỉ PETmay vải tráng phủ.
Bảng 3.7. Giá trị hệ số hiệu dụng đường may sử dụng chỉ PET may vải tráng phủ.
Bảng 3.8. Phương án thí nghiệm tìm cực tiểu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải
3.1 ứng với bước vượt khe h4 = - 10.
Bảng 3.9. Phương án thí nghiệm tìm cực tiểu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải
3.1 ứng với bước vượt khe h4 = +10.
Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm đo độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải 3.1 thực hiện
theo phương án tối ưu đề xuất.
Bảng 3.11. Phương án thí nghiệm tìm cực tiểu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải
4.1 ứng với bước vượt khe h4 = - 10.
Bảng 3.12. Phương án thí nghiệm tìm cực tiểu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải
4.1 ứng với bước vượt khe h4 = +10.
Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm đo độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải 4.1 thực hiện
theo phương án tối ưu đề xuất.


viii

Bảng 3.14. Các thông số kỹ thuật của vải tráng phủ chống thấm may thử nghiệm.
Bảng 3.15. Kết quả đánh giá ngoại quan các đường may thử nghiệm.

Danh mục các hình vẽ, đồ thị trong luận án
Hình 1.1. Mô hình cấu trúc vải tráng phủ.
Hình 1.2. Cấu trúc một số vải dệt sử dụng làm nền cho vải tráng phủ.
Hình 1.3. ảnh SEM mẫu vải giả da tráng phủ nhựa PVC làm ô dù.
Hình 1.4. ảnh SEM mẫu vải giả da tráng phủ nhựa PVC may vali, túi xách.
Hình1.5. ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ bền kết dính và độ bền xé của vải tráng phủ.
Hình 1.6. ảnh hưởng cđa thêi gian ë nhiƯt ®é 30oC tíi ®é bỊn kết dính vải tráng phủ sử
dụng các chất kết dính khác nhau.
Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc đường may mũi thoi 301 thẳng.

Hình 1.8. Hình ảnh mặt cắt của mối đan chỉ giữa hai lớp vải của mũi may thoi 301.
Hình 1.9. Đường cong kéo đứt của mẫu vải không có đường may và mẫu vải có đường
may khi tải trọng tác dụng vuông góc với đường may.
Hình 1.10. Mối ®an kÕt chØ mịi may thoi 301, s¬ ®å kÐo giÃn xác định độ bền vòng chỉ may
Hình 1.11. Lực tác dụng lên chỉ trong quá trình hình thành vòng chỉ kim.
Hình 1.12. Lực tác dụng lên đoạn chỉ dọc theo mắt kim.
Hình 1.13. Sơ đồ lực tác dụng lên kim khi kim đâm thủng vải may.
Hình 1.14. Độ mòn mịi kim ; a- Kim míi; b- Kim ®· may sau 3 ca làm việc.
Hình 1.15. Đường biểu diễn phân bè nhiƯt trªn kim khi thùc hiƯn mịi may thoi 301
(may vải denim 4 lớp; tốc độ may 5400 vòng/phút).
Hình 1.16. Đường biểu diễn phân bố nhiệt trên kim Delta U vµ MR 3.0 (No 90) khi
thùc hiƯn mịi may thoi 301, tốc độ may 5000vòng/phút, vải denim 2 lớp và chỉ S80.
Hình 1.17. Mối quan hệ giữa nhiệt độ của kim và tốc độ may.
Hình 1.18. Mối quan hệ giữa nhiệt độ của kim và mật độ mũi may.
Hình 1.19. Mối quan hệ giữa nhiệt độ của kim và đường kính của kim.
Hình 1.20. Mối quan hệ giữa nhiệt độ của kim và số lớp vải may.
Hình 1.21. Mối quan hệ giữa nhiệt độ của kim và lực nén chân vịt.
Hình 1.22. Đồ thị sự biến đổi sức căng chỉ kim trong một chu kỳ tạo mũi may.
Hình 1.23. So sánh độ bền đường hàn và đường may ở các nhiệt độ khác nhau.
Hình 1.24. ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền liên kết thực hiện trên vải tráng phủ
nhựa khác nhau.
Hình 1.25. ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền đường hàn khác nhau trên vải tráng phủ
Hình 1.26. ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền đường hàn thực hiện trên các loại vải
tráng phủ có vải nền khác nhau .
Hình 1.27. Sự uốn sóng và co dúm của vải trên đường may.
Hình 1.28. Sơ đồ xác định lượng xê dịch và co dúm của vải sau khi may.
Hình 1.29. Sự cân bằng lực tác dụng tại mối đan kết chỉ của mũi may thoi 301.
Hình 1.30. Sù n sãng cđa v¶i sau may.

ix

Hình 1.31. Một kiểu sóng uốn đơn giản của vải.
Hình 1.32. Sự khống chế vải bởi chỉ may dẫn đến hiện tượng uốn sóng của vải sau may.
Hình 1.33. Mô phỏng sóng uốn của vải trên đường may với năm thông số hình học.
Hình 1.34. So sánh hai sóng uốn có cùng bước sóng nhưng có biên độ sóng khác nhau.
Hình 1.35. So sánh hai sóng uốn có cùng biên độ sóng nhưng có bước sóng khác nhau.
Hình 1.36. So sánh hai sóng uốn có cùng tỷ số y /x.
Hình 1.37. Định nghĩa lại bước sóng uốn của vải.
Hình 1.38. Sức căng chỉ kim và chỉ thoi và lực đan kết chỉ khi thắt nút mũi may thoi.
Hình 1.39. ứng suất xuất hiện trong vải dưới tác động của sức căng chỉ tại mũi may.
Hình 1.40. Sơ đồ lực tác dụng lên vải giữa hai lỗ đâm kim A và B.
Hình 1.41. Biến dạng của vải dưới tác động của lực nén ép của chỉ tại mũi may.
Hình 1.42. ảnh hưởng của sức căng chỉ kim, chỉ thoi tới độ uốn sóng của vải trên
đường may.
Hình 1.43. ảnh hưởng của mật độ mũi may tới độ uốn sóng của vải trên đường may.
Hình 1.44. ảnh hưởng của cấu trúc vải tới sự co và uốn sóng của vải tại đường may.
Hình 1.45. ảnh hưởng của hướng đường may so với hướng canh sợi của vải tới sự co và
uốn sóng của vải tại đường may.
Hình 1.46. Sự dồn của lớp vải dưới so với lớp vải trên sau khi may.
Hình 1.47. Sự cảm nhận của mắt người với các sóng uốn của vải.
Hình 2.1. Kết cấu thông dụng của đường may mũi thoi sử dụng trong công nghệ may
các sản phẩm từ vải tráng phủ.
Hình 2.2. Hiện tượng trượt vòng săn của chỉ.
Hình 2.3. ảnh chụp máy may một kim mũi thoi DDL-5600N-7.
Hình 2.4. ảnh chụp thiết bị thử độ bền kéo đứt đa năng A&D, Nhật Bản.
Hình 2.5. ảnh chụp hệ thống thiết bị hiển vi điện tử quét SEM5410 LV JEOL.
H×nh 2.6. Kim DB x1 SU h·ng ORGAN.
H×nh 2.7. Sơ đồ cấu tạo máy may một kim mũi thoi DDL- 5600-7.
Hình 2.8. Dụng cụ đo tốc độ may.

Hình 2.9. Sơ đồ phương pháp điều chỉnh lực nén chân vịt.
Hình 2.10.Sơ đồ phương pháp lắp điều chỉnh chỉ kim và chỉ thoi.
Hình 2.11.Sơ đồ phương pháp điều chỉnh sức căng chỉ kim.
Hình 2.12.Sơ đồ phương pháp điều chỉnh sức căng chỉ thoi.
Hình 2.13. Sơ đồ xác định độ uốn sóng tương đối của vải tại vị trí đường may.
Hình 2.14. ảnh SEM đo biên độ sóng uốn của vải tráng phủ tại đường may.
Hình 3.1. Đồ thị so sánh độ bền kéo đứt của các mẫu vải tráng phủ nghiên cứu.
Hình 3.2. ảnh SEM của vải tráng phủ PET-PVC mẫu 1.3.
Hình 3.3. ảnh SEM của vải tráng phủ PA - PVC mẫu 2.3.
Hình 3.4. ảnh SEM của vải tráng phủ PA-PU mẫu 3.3.
Hình 3.5. ảnh SEM của vải tráng phñ PE-PU mÉu 4.3.


x

Hình 3.6. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền vải 1.3 vào nhiệt độ (0C) và thời gian (h).
Hình 3.7. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền vải 2.3 vào nhiệt độ (0C) và thời gian (h).
Hình 3.8. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền vải 3.3 vào nhiệt độ (0C) và thời gian (h).
Hình 3.9. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền vải 4.3 vào nhiệt độ (0C) và thời gian (h).
Hình 3.10. .ảnh hưởng của chi số kim và chi số chỉ tới độ bền đường may vải 1.3.
Hình 3.11. ảnh hưởng của chi số chỉ và mật độ mũi may tới độ bền đường may vải 1.3.
Hình 3.12. ảnh hưởng của chi số kim và mật độ mũi may tới độ bền đường may vải 1.3.
Hình 3.13. ¶nh h­ëng cđa chi sè kim vµ chi sè chØ tới độ bền đường may vải 2.3.
Hình 3.14. ảnh hưởng của chi số chỉ và mật độ mũi may tới độ bền đường may vải 2.3.
Hình 3.15. ảnh hưởng của chi số kim và mật độ mũi may tới độ bền đường may vải 2.3.
Hình 3.16. ảnh hưởng của chi sè chØ, mËt ®é mịi may tíi ®é bỊn ®­êng may vải 3.3; 4.3.
Hình 3.17. Đồ thị sự phụ thuộc ®é bỊn ®­êng may mịi thoi sư dơng chØ PETxe 3 vào
chi số của chỉ may trên vải tráng phủ nhóm 1 (PET-PVC).
Hình 3.18. Đồ thị sự phụ thuộc độ bỊn ®­êng may mịi thoi sư dơng chØ PETxe 3 vào
chi số của chỉ may trên vải tráng phủ nhóm 2 (PA-PVC).

Hình 3.19. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền ®­êng may mịi thoi sư dơng chØ PETxe 3 vµo
chi số của chỉ may trên vải tráng phủ nhóm 3(PA-PU).
Hình 3.20. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền đường may mịi thoi sư dơng chØ PETxe 3 vµo
chi sè cđa chỉ may trên vải tráng phủ nhóm 4 (PET-PU).
Hình 3.21. Biểu đồ so sánh hệ số hiệu dụng đường may H S trên vải tráng phủ nhóm 1.
Hình 3.22. Biểu ®å so s¸nh hƯ sè hiƯu dơng ®­êng may H S trên vải tráng phủ nhóm 2.
Hình 3.23. Biểu đồ so sánh hệ số hiệu dụng đường may H S trên vải tráng phủ nhóm 3.
Hình 3.24. Biểu đồ so sánh hệ số hiệu dụng đường may H S trên vải tráng phủ nhóm 4.
Hình 3.25. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền đường may vải 1.3 vào nhiệt độ (0C), thời gian (h).
Hình 3.26. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền đường may vải 2.3 vào nhiệt độ (0C), thời gian (h).
Hình 3.27. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền đường may vải 3.3 vào nhiệt độ (0C), thời gian (h).
Hình 3.28. Đồ thị sự phụ thuộc độ bền đường may vải 4.3 vào nhiệt độ (0C), thời gian (h).
Hình 3.29. ảnh hưởng của chi số chỉ và mật độ mũi may tới độ uốn sóng của vải 3.1
Hình 3.30. ảnh hưởng của sức căng chỉ kim và mật độ mũi may tới độ uốn sóng vải 3.1
Hình 3.31. ảnh hưởng của sức căng chỉ kim và mật độ mũi may tới độ uốn sóng của vải 3.1
Hình 3.32. ảnh hưởng của chi số kim và mật độ mũi may tới độ uốn sóng của vải 4.1
Hình 3.33. ảnh hưởng của chi số chỉ và mật độ mũi may tới độ uốn sóng của vải 4.1
Hình 3.34. ảnh hưởng của chi số chỉ và sức căng chỉ kim tới độ uốn sóng của vải 4.1
Hình 3.35. ảnh hưởng của chi số kim và sức căng chỉ kim tới độ uốn sóng của vải 4.1
Hình 3.36. ảnh hưởng của chi số kim và chi số chỉ tới độ uốn sóng tương của vải 4.1
Hình 3.37. ảnh hưởng của sức căng chỉ kim và mật độ mũi may tới độ uốn sãng v¶i 4.1


xi

Mục lục
Trang
Lời cam đoan ....................................................................................................... iii

Lời cảm ơn ...........................................................................................................

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt trong luận án ...............................................
Danh mục các bảng số liệu, sơ đồ trong luận án ................................................
Danh mục các hình vẽ, đồ thị trong luận án .......................................................
Mục lục ................................................................................................................

iv
v
vii
viii
xi

Mở đầu .................................................................................................................... 1
Chương 1. tổng quan về cấu trúc, tính chất vải tráng phủ và
đặc trưng cơ lý của đường may mũi thoi 301
1.1. Đặc trưng cấu trúc và tính chất cơ lý của vải tráng phủ .............................
1.1.1. Giới thiệu chung về vải tráng phủ .............................................................
1.1.2. Cấu trúc vải tráng phủ ...............................................................................
1.1.3. Tính chất cơ lý của vải tráng phủ ..............................................................
1.2. Đặc trưng cơ lý của đường may mũi thoi 301 ...............................................
1.2.1. Độ bền đường may mũi thoi và các yếu tố ảnh hưởng ..............................
1.2.2. Biến dạng của vải sau may và độ uốn sóng tương đối của vải
tại vị trí đường may mũi thoi ..............................................................................
1.3. Kết luận chương 1 và hướng nghiên cứu của luận án ..................................

4
4
6
14
19
19

32
44

Chương 2. Đối tượng, Nội dung và phương pháp NGhiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................
2.1.1. Mẫu thí nghiệm .........................................................................................
2.1.2. Thiết bị ......................................................................................................
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ..........................................................
2.2.1. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất cơ lý của vải tráng phủ .........................
2.2.2. Nghiên cứu độ bền đường may mũi thoi thực hiện trên vải tráng phủ ......
2.2.3. Nghiên cứu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải tráng
phủ chống thấm ..................................................................................................
2.2.4. Phương pháp xử lý và phân tích kết quả thí nghiệm .................................
2.3. KÕt luËn ch­¬ng 2 ...........................................................................................

46
46
49
51
51
52
75
80
86


xii

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
3.1. Cấu trúc và tính chất cơ lý của vải tráng phủ ..............................................

3.1.1. Độ bền kéo đứt của vải tráng phủ ..............................................................
3.1.2. Độ bền kết dính của vải tráng phủ ............................................................
3.1.3. Sự phân bố nhựa tráng phủ trong vải nền ..................................................

87
87
89
90

3.1.4. ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tác động nhiệt tới độ bền kéo đứt
của vải tráng phủ ................................................................................................ 92
3.2. Nghiên cứu độ bền đường may mũi thoi thực hiện trên vải tráng phủ ...... 96
3.2.1. ảnh hưởng đồng thời của các thông số mắc máy may ............................. 96
3.2.2. ảnh h­ëng cđa chi sè chØ PET tíi ®é bỊn ®­êng may .............................. 102
3.2.3. Xác định hệ số giảm bền của chỉ PET khi thực hiện đường may
mũi thoi may vải tráng phủ ................................................................................. 107
3.2.4. Xác định hệ số hiệu dụng của đường may ................................................ 108
3.2.5. ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tác động nhiệt tới độ bền
đường may .......................................................................................................... 111
3.3. Nghiên cứu độ uốn sóng tương đối tại vị trí đường may của vải
tráng phủ chống thấm ............................................................................................ 115
3.3.1. ảnh hưởng đồng thời của các thông số mắc máy may ............................. 115
3.3.2. Xác định giá trị tối ưu của các thông số mắc máy may ............................ 121
3.3.3. áp dụng kết quả nghiên cứu tối ưu hoá vào thực tiễn sản xuất sản
phẩm may từ vải tráng phủ chống thÊm ............................................................. 126
3.4. KÕt luËn ch­¬ng 3 ........................................................................................... 129
KÕt luËn của luận án và hướng nghiên cứu tiếp theo ............................................. 130
Danh mục các bài báo đà công bố của tác giả ........................................................... 133
Danh mục các công trình đà công bố của tác giả ..................................................... 134
Tài liệu tham khảo .................................................................................................. 135

Phụ lôc ...................................................................................................................... 140


1

Mở đầu
Ngành cơng nghiệp Dệt May hiện có vai trị quan trọng trong q trình cơng
nghiệp hố, hiện đại hố đất nước. Sản phẩm dệt may Việt Nam có sức cạnh tranh, có
thị phần đáng kể ở cả thị trường trong và ngồi nước, đóng góp vào kim ngạch xuất
khẩu, vào tăng trưởng của nền kinh tế, góp phần thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế
theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ và giảm tỷ trọng nông nghiệp trong
GDP, giải quyết việc làm cho trên hai triệu lao động. Do đó, phát triển cơng nghiệp Dệt
May là một yêu cầu, một đòi hỏi tất yếu khách quan trong quá trình xây dựng phát triển
nền kinh tế nước ta.
Vải tráng phủ nói riêng và vải kỹ thuật nói chung là một mảng sản phẩm lớn có
giá trị gia tăng cao của nền công nghiệp Dệt May phát triển. Phạm vi sử dụng của vải
tráng phủ không chỉ giới hạn trong lĩnh vực may mặc mà còn được coi là vật liệu tiềm
năng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu
ngày càng tăng, một số loại vải tráng phủ đã bắt đầu được sản xuất trong nước.
Đặc điểm chung của các sản phẩm may từ vải tráng phủ là cần có độ bền cơ học
cao, có khả năng chịu được các ảnh hưởng khắc nghiệt của môi trường sử dụng. Đường
may được coi là vị trí xung yếu nhất trên sản phẩm, do đó để đảm bảo yêu cầu về độ
bền, các đường may phải đạt được một độ bền nhất định.
Khác biệt với các loại vải thông thường, vải tráng phủ là loại vật liệu có cấu trúc
đa lớp, các hệ sợi của lớp vải nền được liên kết cứng với nhau do sự bám dính bề mặt
của màng polyme tráng phủ, lớp màng phủ dễ bị phá huỷ cơ học và nhạy cảm với tác
dụng nhiệt nên gây ra khơng ít khó khăn cho q trình may.
Bên cạnh đó, đối với loại vải tráng phủ mỏng, có khối lượng 1m2 vải thấp, để
tạo cho vải có khả năng chống thấm tốt, vải nền được dệt với mật độ rất cao đặc biệt là
mật độ sợi dọc. Màng polyme phủ kín bề mặt vải nền bịt kín khe hở giữa các sợi của

vải, làm mất đi tính xê dịch linh hoạt của sợi trong vải khi chỉ luồn qua. Như vậy, so
với vải may mặc thông thường, vải tráng phủ chống thấm là loại vật liệu có độ cứng
uốn thấp nên vải dễ bị biến dạng uốn sóng sau khi may, ảnh hưởng đáng kể đến thẩm
mỹ và chất lượng sản phẩm may.
Đối với ngành công nghiệp Dệt may Việt Nam, vải tráng phủ hiện vẫn còn là
một loại vật liệu may mới. Các cơng trình nghiên cứu liên quan đến quá trình sản xuất


2

vải cũng như quá trình may loại vải kỹ thuật này cịn q ít ỏi, nhiều vấn đề khoa học
hiện vẫn cịn bỏ ngỏ.
Để góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình sản xuất các mặt
hàng may mặc từ vải tráng phủ sản xuất trong nước, luận án “ Nghiên cứu cấu trúc
vải tráng phủ và các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng cơ lý của đường may ” tập
trung nghiên cứu ba nội dung sau:
1. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất cơ lý của vải tráng phủ.
2. Nghiên cứu độ bền đường may mũi thoi thực hiện trên vải tráng phủ.
3. Nghiên cứu độ uốn sóng tương đối tại đường may của vải chống thấm.
A. Mục tiêu cụ thể của luận án:
1. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất cơ lý của vải tráng phủ sản xuất tại Việt Nam.
2. Xác lập ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tác dụng nhiệt đến độ bền cơ học
của vải tráng phủ và đường may thực hiện trên vải tráng phủ.
3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng cơ lý của đường may thực hiện
trên hai nhóm vải tráng phủ dày và mỏng gồm: độ bền đường may và độ uốn
sóng tương đối của vải tại vị trí đường may.
4. Tối ưu hố các thơng số mắc máy may trên quan điểm cực tiểu độ uốn sóng
tương đối tại đường may của vải tráng phủ chống thấm.
5. Áp dụng kết quả nghiên cứu tối ưu hoá vào thực tiễn sản xuất sản phẩm may từ
vải tráng phủ chống thấm.

B. Những điểm mới của luận án:
1. Ứng dụng lý thuyết và phân tích ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét để
nghiên cứu cấu trúc vải tráng phủ sản xuất tại Việt Nam.
2. Rút ra kết luận khoa học về độ bền kết dính của lớp vải nền dệt thoi PET và PA
với lớp màng polyme tráng phủ nhựa PVC và PU.
3. Xác lập được qui luật ảnh hưởng đồng thời của các thông số mắc máy may (chi
số chỉ, chi số kim, mật độ mũi may, tốc độ may, sức căng chỉ kim, lực nén chân


3

vịt) đến độ bền đường may và độ uốn sóng tương đối tại đường may đối với hai
nhóm vải tráng phủ nhựa PVC và PU.
4. Xác lập được qui luật ảnh hưởng của chi số chỉ, độ bền và mức độ suy giảm độ
bền của chỉ PET trong quá trình may vải tráng phủ nhựa PVC và PU.
5. Xác lập được qui luật ảnh hưởng đồng thời của nhiệt độ và thời gian tác dụng
nhiệt tới độ bền kéo đứt của vải tráng phủ và độ bền đường may thực hiện trên
vải tráng phủ nhựa PVC và PU.
6. Trên quan điểm giảm thiểu tối đa độ uốn sóng của vải tại vị trí đường may, đã
xác lập được các thơng số mắc máy may tối ưu trong quá trình may vải tráng
phủ mỏng (tráng phủ chống thấm).
C. Ý nghĩa khoa học của luận án:
1. Xác lập được cơ sở lý thuyết để phân tích và giải thích bản chất khoa học của
một số hiện tượng liên quan đến vải tráng phủ và quá trình may vải tráng phủ.
2. Xác lập được các qui luật ảnh hưởng dưới dạng các mô hình tốn học thực
nghiệm tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng.
3. Sử dụng các thiết bị đo hiện đại, các phương pháp đo hợp chuẩn, áp dụng các
phương pháp toán học hiện đại, sử dụng các phần mềm và các lập trình tin học
ứng dụng v.v… trong quá trình thiết kế các phương án thí nghiệm và xử lý kết
quả thí nghiệm, cho phép giải quyết được các nghiên cứu phức tạp, khối lượng

công việc nghiên cứu lớn, cho kết quả nhanh, lượng thông tin lớn, đảm bảo độ
chính xác và tin cậy của kết quả nghiên cứu.
D. Giá trị thực tiễn của luận án:
1. Đối tượng nghiên cứu mà luận án đã lựa chọn là các loại vải tráng phủ và chỉ
may được sản xuất trong nước (sản phẩm của các công ty Nhựa Rạng Đông,
công ty Dệt Phước Long và công ty Coats Total Phong phú).
2. Các đánh giá và kết luận, các đề xuất về chế độ công nghệ may tối ưu của luận
án là những đóng góp có giá trị thực tiễn cao, là những định hướng kỹ thuật hữu
ích cho các nhà quản lý công nghệ tại các cơ sở sản xuất may.
3. Phần mềm tính tốn “ Quy hoạch thực nghiệm trực giao và tối ưu vượt khe của
Box-Winson” viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic do luận án xây dựng có
thể giải quyết khá triệt để các bài tốn quy hoạch thực nghiệm nhiều yếu tố và


4

quy hoạch thực nghiệm tìm cực tiểu của hàm mục tiêu với các bước kiểm định
chặt chẽ đồng thời thể hiện sự tiện ích trong thao tác sử dụng.
4. Luận án là một tài liệu tham khảo bổ ích cho các cán bộ kỹ thuật, cán bộ nghiên
cứu, các học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc lĩnh vực chuyên ngành công
nghệ Dệt May.

CHƯƠNG 1
tổng quan về cấu trúc, tính chất vải tráng phủ và
đặc trưng cơ lý của đường may mũi thoi 301
1.1. Đặc trưng cấu trúc và tính chất cơ lý của Vải tráng phủ
1.1.1. Giới thiệu chung về vải tráng phủ
Vải tráng phủ đã được nghiên cứu và sản xuất từ lâu. Trong cấu trúc của vải
thường có nhiều lớp, gồm một lớp vải nền từ vải dệt thoi, dệt kim hoặc vải không dệt
và một hoặc nhiều lớp màng cao phân tử tráng phủ liên tục lên một hoặc cả hai mặt của

vải nền. Lớp mng trỏng ph thng cú dy t 25ữ200 àm [45].

Hình 1.1. Mơ hình cấu trúc vải tráng phủ [45].

Lớp vải nền có nhiệm vụ đảm bảo cơ tính u cầu của vải, còn các lớp màng
polyme tạo ra các chức năng khác nhau của vải như chống thấm nước và chất lỏng,
chống cháy, chống nấm mốc và vi khuẩn v.v… tăng giá trị sử dụng của vải. Như vậy
vải tráng phủ đã tích hợp được các ưu điểm của cả hai loại vật liệu là vải nền và nhựa
cao phân tử [45]. Việc phân loại vải tráng phủ thường dựa vào bản chất của vật liệu sử
dụng và phương pháp tráng phủ vải [45], [54], [55].

1.1.1.1. Phân loại vải tráng phủ :
Tuỳ thuộc vào vật liệu vải nền hoặc hợp chất tráng phủ mà phân biệt các loại vải
tráng phủ khác nhau [55]. Theo vật liệu vải nền, có thể có các loại vải tráng phủ từ xơ
thiên nhiên có nguồn gốc thực vật như xơ bơng; xơ tổng hợp có nguồn gốc hữu cơ như
xơ Polyeste (PET), Polyamit (PA), Polypropylen (PP), Aramit (PAA), Polyvinyl


5

alcohol (PVA) v.v... hoặc xơ, sợi hố học có nguồn gốc vô cơ như : sợi các bon, sợi
thuỷ tinh v.v...Vải nền sử dụng có thể là vải dệt thoi, vải dệt kim hoặc vải không dệt.
Theo vật liệu tráng phủ, có thể có các loại vải tráng phủ từ hợp chất tráng phủ là
polyme tự nhiên như cao su tự nhiên; hợp chất tráng phủ là polyme tổng hợp như cao
su tổng hợp (cao su Styren-Butadien, Neopren, Butyl, Nitryl) và nhựa tổng hợp như
nhựa Polyuretan (PU), Polyvinyl Clorua (PVC), Polyacrylat (AC), Polyetylen (PE),
Polytetrafloetylen

(PTFE),

chất

dẻo

Silicon,

Polyetylenclosunfonat

và

Polyetylenclorinat v.v…[54], [55].
Theo phương pháp tráng phủ có vải tráng phủ trực tiếp (hợp chất tráng phủ
được đưa lên, tạo màng và đóng rắn trực tiếp trên vải nền) và vải tráng phủ gián tiếp
(hợp chất tráng phủ được tạo màng và đóng rắn trước khi được dán lên vải nền) [79].

1.1.1.2. Phạm vi sử dụng của vải tráng phủ [45], [46], [54], [55]:
Cùng với khả năng thay đổi tính chất đa dạng, vải tráng phủ ngày càng được sử
dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật và dân dụng trên Thế giới và ở Việt Nam. Có thể
thấy rằng, do có những tính chất cơ-lý-hố rất đặc trưng, vải tráng phủ đã trở thành
những vật liệu không thể thay thế và có phạm vi sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực
cơng nghiệp, quốc phịng, nơng nghiệp, ytế, xây dựng kiến trúc, giao thông, thuỷ lợi,
thể thao du lịch, may mặc v.v...
Phạm vi sử dụng của vải tráng phủ theo bản chất hoá học của hợp chất polyme
tráng phủ vải như sau [45], [46]: Cao su thiên nhiên và Styren-Butadien: băng tải,
bóng thể thao, găng tay phẫu thuật, quần áo lặn, vải lót sàn, bình đựng nhiên liệu v.v...;
Cao su Neopren: quần áo chống thấm nước, dầu và xăng; găng tay; tăng bạt, lều, bóng,
bể chứa nhiên liệu, băng tải, vải bọc đệm v.v...; Cao su Butyl: túi đựng khí, quần áo
bảo vệ tác nhân hố học, lót ao hồ, bể nước di động, thuyền phao, vải che phủ, ống
nước, băng tải, vải bọc đệm v.v...; Cao su Nitryl: quần áo chống thấm dầu, găng tay,
bình đựng nhiên liệu v.v...; Nhựa PU: vải chống thấm khối lượng nhẹ may áo gió, áo

khốc nhiều lớp ; vải che phủ, vải ngâm nước, vòm che, túi chịu tải trọng, tăng bạt,
thuyền phao, lưới ngụy trang cách âm, vật liệu hấp phụ chấn động, v.v...; Nhựa PVC:
bạt che phủ; lều; vải không thấm nước; vải giả da may túi, cặp xách, va li, ba lơ, đóng
giầy, áo mưa, vải bọc đệm v.v...; Chất dẻo Silicon: tăng bạt che phủ, vải bọc ống dẫn


6

nhiệt, băng tải khơng dính, các sản phẩm y tế, vải bọc đệm v.v...; Nhựa PE: quần áo
bảo vệ tác nhân hố học, vải bọc dùng một lần, vịm che trú ẩn, vải bọc đệm v.v...;
Nhựa AC: màng chắn, vải bọc mũ trắng, lưới ngụy trang trên tuyết…; Nhựa PTFE:
vải chống thấm thống khí khối lượng nhẹ sản xuất quần áo cứu hoả, quần áo bảo vệ
trong các ngành công nghiệp nguy hiểm và tác nhân hoá học, tăng bạt, lều, vòm che trú
ẩn, vải che phủ đàn hồi, băng tải, sản phẩm sử dụng trong y tế, vải bọc đệm v.v... Đặc
biệt trong lĩnh vực may mặc, vải tráng phủ được sử dụng làm nguyên liệu may các sản
phẩm thơng dụng như: áo gió, áo khốc nhiều lớp, quần áo thể thao, túi ngủ v.v...; một
số quần áo bảo vệ đặc biệt; ứng dụng trong công nghiệp sản xuất giầy, sản phẩm giả da
và các sản phẩm phụ trang: ba lô, túi, cặp xách, ô dù, dây lưng giả da, găng tay, ví, mũ
nón v.v... [45], [46], [54], [55]. Một số hình ảnh sản phẩm sử dụng vải tráng phủ được
thể hiện trong phụ lục 1.
Hiện nay, trên Thế giới những nghiên cứu về vải tráng phủ đã đạt những thành
tựu rất đáng kể. Nhiều sản phẩm vải tráng phủ với tính năng ưu việt đã được sản xuất
và sử dụng rộng rãi như tráng phủ bằng công nghệ photolink, tráng phủ màng có lỗ
hổng tế vi, tráng phủ màng ưa nước v.v... tạo nên vải tráng phủ vừa có tính năng chống
thấm nước, thống khí và thốt hơi nước tốt [45], [46].

1.1.2. Cấu trúc vải tráng phủ
1.1.2.1. Cấu trúc và tính chất của vải nền:
1.1.2.1.a. Cấu trúc và tính chất một số xơ sử dụng dệt vải nền:
Xơ dệt được định nghĩa như là những đơn vị vật chất cơ bản có các tính chất

đặc trưng: dẻo, mảnh, có tỷ lệ cao giữa chiều dài (mm) và độ mảnh (àm ), có độ bền
nhiệt, độ bền đứt nhất định và có khả năng kéo giãn. Về cấu tạo, hầu hết các xơ dệt là
những hợp chất cao phân tử thiên nhiên và tổng hợp, nên chúng cũng có các thuộc tính
của vật liệu cao phân tử [30]. Các loại xơ tổng hợp được sử dụng rộng rãi để dệt vải
nền cho vải tráng phủ. Sợi tổng hợp sử dụng dệt vải nền cho vải tráng phủ có độ mảnh
từ 140÷2200 dtex và thường có từ 24÷400 filament trong sợi. Tính chất của một số
loại xơ sử dụng dệt vải nền cho vải tráng phủ được thể hiện trong phụ lục 2.
Vải nền có thể sử dụng sợi từ xơ cắt ngắn hoặc tơ filament [45], [55]. Vải nền từ
xơ cắt ngắn thường có độ bền kết dính cao với màng phủ, do có các đầu xơ tự do nhô ra


7

đóng vai trị như cầu nối gắn lớp nhựa tráng phủ với mặt vải làm cho cấu trúc vải tráng
phủ bền chặt hơn [55]. Bơng là xơ thiên nhiên có chiều dài xơ từ 15÷45mm [45] thuận
lợi cho sự kết dính cơ học giữa vải nền và nhựa tráng phủ. Vải dệt từ xơ cắt ngắn có
thành phần 100% bơng hoặc pha giữa PET và bông hoặc vitxcô được sử dụng làm nền
cho vải tráng phủ dày, nặng như vải bạt, vải giả da v.v. Vải tráng phủ loại này thường
xốp, có cảm giác sờ tay tương tự như da tự nhiên.
Vải dệt thoi từ sợi PA và PET dạng textua filament ngày càng được sử dụng
rộng rãi trong sản xuất vải nền cho vải tráng phủ, đặc biệt sử dụng may quần áo che
mưa chất lượng cao và quần áo thể thao. Sử dụng vải dệt từ sợi textua filament làm lớp
nền của vải tráng phủ kết hợp được độ bền cao của tơ filament và cảm giác sờ tay cũng
như độ bền kết dính tốt của xơ cắt ngắn [45], tạo ra vải tráng phủ có độ bền cơ học cao,
độ ổn định kích thước tốt, khả năng chống thấm nước, khó bám bẩn và chịu hố chất.
Tuy nhiên khả năng bám dính của nhựa vào vải kém hơn vì mặt vải nhẵn [45]. Để tăng
khả năng kết dính giữa vải nền và nhựa tráng phủ, cần đưa thêm các hợp chất hố học
có nhóm hoạt tính vào trong thành phần nhựa tráng phủ [55].
Vải dệt từ sợi Aramit dệt thoi và dệt kim được sử dụng với mục đích chống
cháy và chịu nhiệt cao (xơ Meta Aramit, tên thương mại là Nomex) hoặc với mục đích

có độ bền đứt và độ bền mài mòn cao (xơ Para Aramit, tên thương mại là Kevlar). Vải
nền dệt từ sợi thuỷ tinh được sử dụng trong vải tráng phủ khối lượng cao với mục đích
chống cháy, cách nhiệt, chịu hóa chất, đặc biệt trong trường hợp yêu cầu có độ bền bán
vĩnh cửu như vòm che phủ sân vận động, kết cấu cần chịu lực, cách nhiệt v.v. [45].

1.1.2.1.b. Cấu trúc và tính chất của vải nền:
Tuỳ theo mục đích sử dụng của vải tráng phủ mà lựa chọn loại xơ nguyên liệu
cũng như công nghệ dệt phù hợp nhằm tạo ra các loại vải nền có cấu trúc và tính chất
như mong muốn. Thơng thường vải nền dệt thoi được sử dụng chủ yếu trong quá trình
sản xuất vải tráng phủ. Hiện nay, nhờ các kỹ thuật tráng phủ mới đã cho phép tráng phủ
trên các loại nền vải khác như vải dệt kim và vải không dệt. Vải dệt kim do có cấu trúc
thưa nên khả năng che phủ thấp. Vải tráng phủ sử dụng vải nền không dệt được ứng
dụng sản xuất giầy dép, túi, vali và bọc đệm trong cơng nghiệp ơ tơ trong đó xơ PP và
xơ PET là nguyên liệu chủ yếu [55].


8

Trong công nghệ tráng phủ vải, do đặc trưng riêng của vải là phải phủ lên bề
mặt vải nền một màng polyme mới tạo ra sản phẩm cuối cùng. Do vậy, vải dệt sử dụng
làm vải nền cho tráng phủ cần có độ bền cơ học cao, có khả năng bám dính tốt với
nhựa tráng phủ tạo thành một cấu trúc vật liệu bền vững. Để đảm bảo những yêu cầu
trên, trong thực tế chỉ một số cấu trúc vải có kiểu dệt được sử dụng, phổ biến nhất là
vải dệt thoi kiểu dệt vân điểm và vải dệt kim đan ngang một mặt phải dệt trơn [55].
Một số cấu trúc vải dệt sử dụng làm nền cho vải tráng phủ được thể hiện trên hình
1.2. Tính chất của một số loại vải dệt sử dụng làm nền cho vải tráng phủ phục vụ sản
xuất hàng tiêu dùng được thể hiện trong phụ lục 3.

Hình 1.2. Cấu trúc một số vải dệt được sử dụng làm nền cho vải tráng phủ [55].
a. Kiểu dệt vân điểm 1/1

c. Kiểu dệt vải Single Jersey
e. Kiểu dệt Triaxial

b. Kiểu dệt Panama (vân điểm tăng đều 2/2)
d. Kiểu dệt Malino Rib
f. Kiểu dệt vân điểm thưa

Bên cạnh kiểu dệt, các yếu tố khác của cấu trúc vải nền cũng có vai trị quan
trọng quyết định tính chất cơ học của vải tráng phủ và độ bền kết dính giữa vải nền và
lớp polyme tráng phủ [55]. Kích thước của các xơ cơ bản rất quan trọng đối với chất
lượng vải nền. Hình dạng mặt cắt ngang của xơ ảnh hưởng đến độ bền của xơ và độ
dính kết của xơ với nhựa tráng phủ. Một đặc tính quan trọng khác đó là độ xốp của vải,


9

độ xốp cao cho phép tăng khả năng hấp phụ nước (tính chất này rất quan trọng đặc biệt
trong việc sản xuất giầy dép). Nhờ có độ xốp của vải mà nhựa có khả năng len lỏi và
thấm sâu vào vải nền tạo cho vải tráng phủ có độ bền cơ học tốt.
Tóm lại, với sự đa dạng và phong phú của các loại vải dệt và khơng dệt, có thể
lựa chọn vải nền cho vải tráng phủ căn cứ vào phạm vi, mục đích sử dụng cũng như các
yêu cầu đặc biệt khác tuỳ thuộc môi trường và điều kiện sử dụng sản phẩm.

1.1.2.2. Cấu trúc và tính chất của nhựa polyme tráng phủ:
Để đạt được sản phẩm vải tráng phủ có những tính chất như mong muốn, bên
cạnh việc lựa chọn vải nền có các tính chất phù hợp thì một yếu tố đặc biệt quan trọng
khác cần quan tâm đó là nhựa tráng phủ. Mặc dù hợp chất polyme sử dụng tráng phủ
vải rất đa dạng và phong phú, tuy nhiên để không làm mất đi những tính chất riêng của
vải dệt sau khi kết dính với vải, polyme sử dụng tráng phủ vải phải đạt được các u
cầu sau [30], [55]: Có khả năng hồ tan được trong dung mơi hữu cơ (khơng độc hoặc

ít độc, rẻ, dễ bay hơi) và là polyme nhiệt dẻo để sau khi tráng phủ và gia nhiệt, có thể
chảy lỏng tạo thành một lớp màng liên tục phủ kín bề mặt vải; Đồng thời phải là hợp
chất nhẹ, dễ kết dính với vải, dễ dát mỏng, có độ đàn hồi cao, chịu được tác động của
môi trường, bền dưới tác dụng của một số loại hố chất.
Nhựa tráng phủ góp phần làm cho vải tráng phủ có những tính năng đặc biệt
phù hợp với mơi trường sử dụng, ngồi ra nó cịn bổ sung một số tính chất mà vải nền
khơng có hoặc có nhưng hiệu quả khơng cao như chống thấm, chống cháy, chịu nhiệt,
chống tia cực tím v.v. Một số hợp chất polyme được sử dụng trong tráng phủ vải như
nhựa PU; PVC; AC ; PTFE; chất dẻo Silicon; cao su tự nhiên và cao su tổng hợp.
Trong đó thơng dụng và phổ biến nhất là nhựa PU và nhựa PVC [55].

1.1.2.2.a. Nhựa Polyuretan (PU) [4], [45], [55] :
Polyuretan là nhựa tổng hợp, trong mạch đại phân tử của nó có chứa các nhóm
hydrocacbon liên kết với nhau bằng nhóm uretan có cơng thức cấu tạo như sau:
−N− C−O−
H

O

Nhiệt độ nóng chảy của nhựa PU: 120÷2000C; Nhựa PU sử dụng tráng phủ vải là
sản phẩm trùng hợp của hexametilenisoxianat với butadiol - 1,4, là polyme có độ tinh


10

thể cao trong cấu trúc, nhiệt độ nóng chảy Tnc = 1840C, khối lượng riêng d = 1,21g/cm3,
khối lượng phân tử M = 13.000÷18.000 [4], [55].
Polyuretan dùng trong tráng phủ vải thuộc loại polyme phức hợp nhận được từ
phản ứng giữa hợp chất polyete hoặc polyeste có hai nhóm hydroxyl (–OH) ở đầu
mạch (gọi là polyol) với hợp chất isoxianat đa chức (mạch thẳng và mạch vịng). Tính

chất của nhựa PU phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của polyol và hợp chất isoxianat.
Ngồi ra cịn có các yếu tố khác như: khối lượng phân tử, lực tương tác nội phân tử và
cấu trúc không gian của đại phân tử PU. PU là một polyme đồng trùng hợp khối, trong
đó polyol là các phân đoạn mềm, isoxianat là các phân đoạn cứng. Giữa các phân đoạn
cứng và phân đoạn mềm hay giữa các phân đoạn cứng với nhau hình thành liên kết
hydro tạo thành cấu trúc không gian cho vật liệu. Sự phân tách hai phân đoạn và mức
độ phân tách trong cấu trúc không gian, sự tạo thành liên kết hydro là đặc trưng cấu
trúc cơ bản của PU quyết định tính chất của nhựa tráng phủ này. Ưu điểm chủ yếu của
nhựa PU sử dụng tráng phủ vải là có độ bền kết dính giữa vải nền và màng phủ cao,
màng phủ có độ bền cơ học và bền hoá học cao, độ bền lão hoá tốt, khả năng thay đổi
tính chất rộng, độ bền ma sát tốt, khả năng chống biến dạng cao, khả năng chịu thời tiết
và đàn hồi cao. Nhược điểm lớn nhất của nhựa PU là khả năng bắt lửa và tính độc hại
của dung môi.

1.1.2.2.b. Nhựa Polyvinyl clorua (PVC) [4], [45], [55] :
Công thức cấu tạo : [– CH 2 – CHCl –] n
Nhựa PVC là một polyme được tạo ra từ đơn phân tử vinyl clorua C2H3Cl; Khối
lượng đơn phân tử là 62,5; Độ trùng hợp của mạch phân tử 800÷2000; Khối lượng
riêng d=1,1÷1,7 g/cm3. Khối lượng phân tử M = 18.000÷30.000. Nhựa PVC sử dụng
tráng phủ vải là polyme có cấu trúc vơ định hình, nhiệt độ nóng chảy Tnc=1300C. Nhựa
PVC được hòa tan bởi tetrahydrofuran (THF), dimetylformamit (DMF), xêton và các
dung môi khác của clo. Nhựa PVC không chịu được xăng và dầu. Tất cả các hợp chất
PVC bị phân huỷ bởi nhiệt và ánh sáng. Vải tráng phủ nhựa PVC là vật liệu ghét nước,
hồn tồn khơng hút ẩm, bền với nấm mốc và vi sinh vật, không bắt cháy, bền với axit
và kiềm cũng như các tác nhân tẩy, mồ hơi, chất khử, chất oxi hố, rượu, ête và dẫn
xuất clo của hydrocacbon. Vải tráng phủ PVC bị cứng và giòn ở nhiệt độ thấp (−10oC).


11

Để tăng tính mềm dẻo và khả năng chịu nhiệt độ thấp của vải tráng phủ, cần đưa thêm
các chất tạo dẻo vào trong thành phần nhựa tráng phủ. Tuy nhiên, điều đó làm giảm
liên kết giữa các mạch đại phân tử, giảm độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt của
nhựa PVC.
Tính chất đặc trưng của một số hợp chất cao phân tử thông dụng khác sử dụng
tráng phủ vải được thể hiện trong phụ lục 4.

1.1.2.3. Sự kết dính giữa vải nền và màng phủ :
Cấu trúc vải tráng phủ phụ thuộc vào sự kết dính giữa vải nền với màng phủ và
sự phân bố của nhựa tráng phủ trong cấu trúc vải nền. Hai vấn đề này có mối quan hệ
chặt chẽ với nhau và xác định tính chất cơ học của vải tráng phủ.
1.1.2.3. a. Bản chất của hiện tượng kết dính giữa vải nền và màng phủ :
Kết dính là hiện tượng phức tạp và đến nay vẫn chưa có một lý thuyết chung
độc lập nào giải thích đầy đủ hiện tượng này. Bản chất của hiện tượng kết dính giữa
màng phủ và vải nền được giải thích theo các lý thuyết hiện đại về kết dính như sau:
Theo lý thuyết hấp phụ [8], [17], [55]: Sự kết dính giữa vải nền và nhựa tráng
phủ hình thành là do lực liên kết giữa các đại phân tử của vải nền và nhựa tráng phủ ở
bề mặt tiếp xúc, phụ thuộc vào năng lượng liên kết và khoảng cách giữa chúng. Với các
phân tử nằm cách bề mặt phân chia pha của hai vật liệu, chịu tác dụng các lực như nhau
về mọi phía nên lực tổng hợp tác dụng bằng khơng. Trong khi đó, với các phân tử nằm
trong lớp bề mặt có chiều dày nhỏ hơn bán kính tác dụng phân tử, sẽ chịu tác dụng của
các lực không đồng đều, lực kéo ra ngoài bề mặt nhỏ hơn lực hút vào trong lịng bề
mặt, do đó xuất hiện hiện tượng kết dính.
Độ bền kết dính càng lớn nếu như vật liệu vải nền có khả năng hấp phụ càng
mạnh các phân tử của vật liệu tráng phủ ở bề mặt tiếp xúc. Độ bền kết dính giữa vải
nền và màng phủ được xác định bằng lực liên kết giữa các mạch đại phân tử cũng như
số lượng liên kết giữa chúng. Số lượng liên kết đó lại phụ thuộc vào cấu tạo hoá học
của các mạch đại phân tử nhựa và vải dệt, các nhóm hoạt động hố học có trong mạch
đại phân tử của nhựa tráng phủ, các trung tâm hấp phụ trên bề mặt vải nền và phụ thuộc
vào xác xuất gặp nhau của chúng trong q trình kết dính. Lực tương tác giữa các mạch

đại phân tử của vải nền và nhựa tráng phủ có thể là các lực liên kết vật lý như lực


12

Vandecvan, liên kết hydro, liên kết tĩnh điện; có thể là các lực liên kết hoá học như liên
kết ion [30], [34], [55].
Theo lý thuyết khuếch tán [8], [17], [55]: Sự kết dính giữa vải nền và màng
nhựa phụ thuộc vào cấu trúc hố học của các mắt xích cấu tạo nên đại phân tử vật liệu
polyme vải nền và nhựa tráng phủ. Những mạch đại phân tử mềm dẻo và có cấu trúc
khơng gian khơng chặt chẽ sẽ có ảnh hưởng tốt đến khả năng kết dính của polyme do
có thể thay đổi hình thái sẵp xếp của chúng nhờ chuyển động nhiệt.
Lý thuyết khuếch tán giải thích hiện tượng kết dính của hai polyme vải nền và
màng nhựa khi tiếp xúc với nhau là do khả năng khuyếch tán của toàn bộ hay một phần
của mạch đại phân tử một polyme linh động hơn sang polyme kia. Điều kiện để tạo
thành liên kết bền vững giữa hai polyme là [8]: các polyme phải tương hợp (hoà tan,
trộn lẫn hoàn toàn hay một phần vào nhau) và các polyme phải khá linh động để có thể
khuyếch tán qua bề mặt phân chia. Khả năng trộn lẫn của hỗn hợp polyme được khống
chế bởi năng lượng tự do của quá trình pha trộn (sự thay đổi enthalpy ∆Hm và entropy
∆Sm) [55]. Như vậy, lý thuyết khuếch tán về kết dính chỉ phù hợp với những polyme có
khả năng trộn lẫn ở trạng thái chảy nhớt hay mềm cao [8], [17].
Trong quá trình tráng phủ vải, nếu nhựa tráng phủ sử dụng ở dạng dung dịch từ
dung mơi có khả năng làm trương nở các đại phân tử bề mặt của vật liệu dệt làm vải
nền thì khi đó, giá trị nhiệt độ thuỷ tinh của các polyme thành phần Tg giảm đi và các
đại phân tử nhựa linh động hơn do đó có khả năng khuếch tán vào vải nền. Kết quả là
làm mất ranh giới giữa các pha và tạo thành “pha chung” có thành phần của cả nhựa
tráng phủ và vật liệu nền. Sự hoà tan tương hỗ của những polyme khi tiếp xúc thực tế
chỉ xảy ra trên lớp bề mặt. Độ dày lớp bề mặt kết dính của nhựa tráng phủ và vải nền
thay đổi trong khoảng 10÷240 nm và có thể chỉ nhỏ đến 5 nm. Đặc trưng của sự tương
tác này có liên quan đến việc hình thành các cầu nối hydro và hình thành liên kết nπ và

ππ phức hợp. Phản ứng hoá học trong q trình kết dính dẫn đến hình thành các liên
kết ngang là kết quả của quá trình nhiệt và cơ chế nhiệt oxi hố [55]. Nhờ có sự xuất
hiện các liên kết kể trên của hiện tượng khuếch tán trong q trình tráng phủ vải mà lực
kết dính giữa màng phủ nhựa và vải nền tăng lên.
1.1.2.3. b. Sự phân bố nhựa tráng phủ trong vật liệu vải nền:


13

Hiện tượng kết dính giữa các lớp của vải tráng phủ có đặc thù riêng so với các
vật liệu khác do có thể có hai hoặc nhiều bề mặt tham gia vào sự tương tác kết dính.
Ngồi ra, sự kết dính giữa các lớp của vải tráng phủ phụ thuộc chủ yếu vào mức độ
thấm sâu của nhựa tráng phủ vào trong cấu trúc của vải nền. Vì vậy, sự phân bố nhựa
tráng phủ trong vải nền được quyết định bởi hai yếu tố sau:
Thứ nhất, diện tích kết dính đóng vai trị quan trọng. Phụ thuộc vào việc vải
nền được tráng phủ một hoặc cả hai mặt, nếu vải nền được tráng phủ cả hai mặt, diện
tích kết dính sẽ tăng lên. Theo tác giả Jerzy Wypych [55], tổng diện tích bề mặt vải nền
được phủ bởi vật liệu polyme vào khoảng từ 54÷58%. Khi vải dệt sử dụng cùng loại
nguyên liệu nhưng từ xơ cắt ngắn sẽ có diện tích tiếp xúc tăng lên khoảng 10% so với
từ tơ filament làm cho độ kết dính tăng lên. Đó là do những đầu xơ nhơ ra có tác dụng
tốt hơn những tơ filament nhẵn dài liên tục, các đầu xơ này cắm và xâm nhập sâu hơn
vào trong nhựa tráng phủ. Sự thấm hiệu quả nhất khi các đầu xơ vng góc với nhựa.
Khoảng cách thấm thường bằng một vài lần đường kính của xơ. Ngồi ra, diện tích kết
dính giữa vải nền và màng phủ cịn phụ thuộc vào diện tích bề mặt riêng của sợi dệt.
Thứ hai, vấn đề liên quan đến cấu trúc của vải nền, thành phần và tính chất của
nhựa tráng phủ. Sự thấm sâu của nhựa tráng phủ vào trong cấu trúc của vải dệt phụ
thuộc vào : sức căng bề mặt tới hạn của sợi dệt, sức căng bề mặt của nhựa (dạng dung
dịch hoặc dạng nóng chảy) và tốc độ di chuyển của các đại phân tử nhựa đến bề mặt và
thấm vào cấu trúc của vải dệt. Hai tính chất của nhựa ảnh hưởng quan trọng đến sự kết
dính đó là sự khơng đồng đều về kích thước và tính chất lưu biến. Khi nhựa không thể

thấm vào những lỗ hổng của sợi dệt, khi nhựa đã kết tinh hoặc thay đổi thể tích trước
khi thấm hoặc khi khơng khí choán chỗ trong các lỗ hổng của sợi dệt làm cho nhựa
khơng thấm hồn tồn dẫn đến sự kết dính kém hiệu quả. Với vải dệt, bề mặt kết dính
khơng chỉ được đặc trưng bởi diện tích bề mặt tiếp xúc, mà còn bao gồm các yếu tố
khác: vật liệu và cấu trúc xơ dệt, đặc trưng của các quá trình biến tính xơ, cấu trúc sợi,
cấu trúc vải v.v… các yếu tố này có ảnh hưởng quan trọng đến hiện tượng kết dính do
ảnh hưởng đến sự định hướng của các mạch đại phân tử xơ dệt trong nhựa tráng phủ.
Tuỳ theo mục đích sử dụng của vải tráng phủ mà yêu cầu độ bền cơ học và độ bền kết
dính giữa vải nền và màng phủ ở các mức độ khác nhau. Mức độ thấm sâu của nhựa