Khảo sát ảnh hưởng ủa tỉ lệ pha trộn sợi dẫn điện đến á tính hất ủa vải sử dụng làm quần áo bảo vệ

Trang 1 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

Trang 1

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

-

NGUYỄN DUY HƯNG

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

HÀ NỘI - 2018

Trang 2

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

-

NGUYỄN DUY HƯNG

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

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS VŨ THỊ HỒNG KHANH

HÀ NỘI - 2018

Trang 3

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, cô 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, tôi bày tỏ lòng 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

Tôi 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 tôi hoàn

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 tôi trong

-suốt thời gian qua

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, song có thểcòn có những mặt hạn chế, thiếu sót Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự

chỉ dẫn của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Trân trọng!

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Nguyễn Duy Hưng, học viên cao học khóa 2016B, chuyên ngành Công 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 công 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

Trang 5

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

Chương 1:TỔNG QUAN 13

1.1 Quần áo và vải dệt chống tĩnh điện 13

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 Phương pháp kiểm tra đánh giá các chỉ tiêu dẫn điện của vải 18

1.2 Các phương pháp chế tạo vải chống tĩnh điện 21

1.2.1 Sử dụng công nghệ hoàn tất để đưa 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 trường 27

1.4 Kết luận chương 1 31

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Mục đích nghiên cứu 32

2.2 Đối tượng nghiên cứu 32

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1 Thiết kế vải 33

Trang 6

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, lược 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

2.3.2 Thiết kế công nghệ cho các công đoạn trong dây chuyền sản xuất vải 43

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 trưng kỹ thuật của 3 loại vải được thiết kế 45

2.3.4 Xác định chất lượng vải cài sợi dẫn điện với tỉ lệ khác nhau 45

2.3.4.1 Xác định các đặc trưng 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 Xác định độ mềm mại của vải có thành phần sợi dẫn điện với tỉ lệ khác nhau 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 chương 2 47

Chương 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 trưng 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

Trang 7

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 trưng 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 nước của vải 75

PHỤ LỤC 8: Kết qủa kiểm tra trở kháng bề mặt của vải 75

Trang 8

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

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

Trang 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Đặc trưng cấu trúc thiết kế của 3 loại vải 33

Bảng 2.2 Thông số công nghệ máy mắc đồng loạt

Benninger

36-37

Bảng 2.4 Thông số công nghệ máy xâu go tự động Delta 40

Bảng 2.5 Thông số công nghệ máy dệt khí Toyota JAT810 42-43

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp kết quả xác định tỉ lệ sợi dẫn điện

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

Trang 10

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình sợi dẫn điện và sợi quang điện 25

Hình 1.2 Cách bố trí thành phần dẫn điện (carbon hoặc kim

loại) trong sợi hai thành phần

25

Hình 1.3 Một số loại vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện

của Công ty Phú Bình

29

Hình 1.4 Một số mẫu quần áo bảo hộ lao động chống tĩnh

điện của Công ty Phú Bình

29

Hình 1.5 Một số loại vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện

của Công ty Reeco

30

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất vải bảo hộ lao động cài

sợi dẫn điện

34

Trang 11

Hình 3.4 Biểu đồ kết quả đo độ bền kéo đứt sợi dọc và sợi

ngang của vải

52

Hình 3.5 Biểu đồ kết quả đo độ dãn đứt sợi dọc và sợi

ngang của vải

54 Hình 3.6 Biểu đồ kết quả đo độ hút hơi nước của vải 55

Trang 12

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

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 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 toàn khi làm việc trong môi 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 thông 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 hính vì vậy, khoảng cách giữa các sợi c C arbon 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 vự như c 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,…

Trang 13

Ở Việt Nam hiện nay có một số công ty kinh doanh những mặt hàng vải bảo hộ

có thành phần sợi dẫn điện hoặc sợi Carbon,nhưng để ghiên cứu sự ảnh hưởng khi nthay 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 tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượ ng nghiên c u: ứ V i GTC.45/2.537 pha tr n s dả ộ ợi ẫn điệ (sợ ọn i d c) v i t ớ ỉ

l khác nhau (1,0cm, 1,5cm và 2,0cm)ệ

Phạ m vi nghiên c u: ứ Khả năng chống tĩnh điện, độ ền đứt, độ dãn đứt, độ b

m m m i, kh ề ạ ả năng hút m cẩ ủa vải theo t l cài s dỉ ệ ợi ẫn điện khác nhau:

+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 1,0cm;

+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 1,5cm;

+ Khoảng cách sợi dẫn điện: 2,0cm

Phương 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

Trang 14

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

Trang 15

Chương 1 TỔNG QUAN: 1.1 Qu ần áo và v i dả ệt chống tĩnh điệ n

1.1.1. Tĩnh điện và các tác hại từ tĩnh điệ n

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 người

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

Trang 16

bao bì làm ra không 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 không 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 điệ n

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 không được trung hòa 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 không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nối đất không 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 không 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, vòng 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 hoà các ion tạo ra từ giấy trong quá trình cọ xát, xả cuộn, sấy khô… 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

Trang 17

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 cầ u v ề quầ n áo và v ải chống tĩnh điệ n

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 ngoài 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 ệ người lao động là quần áo bảo hộ Sự tích điện trên quần áo sử vdụng 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 phòng thí nghiệm chuyên dụng Quần áo chống tĩnh điện cũng được yêu cầu sử dụng ở ngoài vùng có nguy cơ cháy, nổ, ở đó yêu cầu bảo vệ chống tĩnh điện được sử dụng vì các lý do khác, ví dụ: trong ngành công 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 toàn khi làm việc trong môi 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 toàn cho các môi 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 môi trường có độ ẩm thấp (rất khô), 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

Trang 18

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 phầ dẫn điện được bao bọc bởi vỏ bọc bằng polyester loại sợi này đã được n , 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):

Trang 19

+ Thời gian xả tĩnh điện (S)

-Theo các tiêu chuẩn châu Âu [1]

Theo PN-EN 1149 5: 2009 – tại môi 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 × 109 Ω, được kiểm tra theo PN-EN 1149–1: 2008và / hoặc thời gian bán phân rã T <4 s, 50được kiểm tra theo PN-EN 1149 3: 2007 Theo PN-EN 1149 5: 2009, PN-E-– –05204: 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 các khu tại vực nguy hiểm được thiết lập 0,1 và 20, phải được trang

bị giày dẫn điện có đế cóđiện 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– –1: 2013 ở 32trong nhà, khu vực nơi vật liệu dễ nổ được sử dụng thì giày có đế với điện trở Rv

Trang 20

<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 Phương pháp kiểm tra đánh giá các chỉ tiêu dẫn đi n củệ a v i ả

- Theo tiêu chuẩn FTTS FA 009 của Đài Loan [4] -

-Phương 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)

Trang 21

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 bông 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 mô 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

Giá trị trung bình của năm dữ liệu thử nghiệm là kết quả báo cáo thử nghiệm

Trang 22

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 không 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 hoàn toàn 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

Trang 23

chọn các vật liệu có khả năng không 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 môi 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 phòng thí nghiệm nghiên cứu , được công nhận

1.2. Các phương pháp chế ạ t o v ải chống tĩnh điệ n

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 S d ng công ngh hoàn tử ụ ệ ất đ đưa chấể t dẫn điện lên v i [3], [12] ảNhiều 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 không 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 không 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 -

Trang 24

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 T o ra sạ ợi từ xơ dẫn điện để d ệt vả i

Công 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 c rbon có thể trộn với xơ PET để kéo sợi và dệt vải a

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 phòng 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 S ợi dẫn điệ n làm t ừ xơ dẫn điện 2 thành ph nầ

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 công 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

Trang 25

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 ph n ầ có cấ u trúc nano [13]

Thông thường, sợi polyme được biết đến v i tính chớ ất cơ học tuy t v i do c u ệ ờ ấtrúc d ị hướng N u v t liế ậ ệu nanocomposite được s dử ụng để kéo s i, thì có th ợ ể đạt được các chức năng hoàn toàn mới B n thân quá trình kéo s i có th ả ợ ể được s d ng ử ụ

để ể ki m soát c u trúc nano c a v t li u, ví d : b ng cách kéo tr ng thái nóng ch y ấ ủ ậ ệ ụ ằ ở ạ ả

ho c r n Vặ ắ ới các điều ki n x lý phù h p, chệ ử ợ ức năng có thể được tăng cường so với

vật liệ ờu r i vì có th ể định hướng được trong các c u trúc nano ấ

Nanocomposite được x lý thành s i trong quá trình kéo s i d t nóng ch y ử ợ ợ ệ ảTrong quá trình này, polyme nhi t dệ ẻo được làm nóng ch y nh s h ả ờ ự ỗ trợ ủ c a máy

ép đùn, vận chuyển đến b phộ ận đặt vòng quay v i mao d n nh trong ph m vi vài ớ ẫ ỏ ạtrăm micron, khi tốc độ ắ c t cao trong ph m vi t 10.000 sạ ừ -1 đến 100.000 s-1 Sau khi

ra kh i b phỏ ộ ận đặt vòng quay, sợi được kéo ra b ng cách xoay các c c nh , trong ằ ố ỏkhi v n t c b m t c a c c kéo xuậ ố ề ặ ủ ố ống nhanh hơn nhiều so v i v n tớ ậ ốc ép đùn Do

đó, sợi nóng chảy được kéo gấp vài trăm lần chiều dài ban đầu, trong khi có được định hướng c a các chu i polyme N u mong mu n các chủ ỗ ế ố ức năng điệ ử, như độn t

dẫn điện ho c hoặ ạt động quang điện, thường phải thêm lượng l n h t nano vào ớ ạpolyme nhi t d o t o thành ma tr n nano trong n n polyme, vì các h t c n ch m vào ệ ẻ ạ ậ ề ạ ầ ạnhau và t o thành m ng th m Thông th ng, vi c b sung thêm ch t ph gia này ạ ạ ấ ườ ệ ổ ấ ụlàm gi m các tính chả ất cơ học c a polymer và làm quá trình kéo s i nóng chủ ợ ảy không th ểthực hiện được Do đó, cần có quá trình kéo s i hai thành phợ ần, trong đó các nanocomposite có t i trả ọng cao được k t h p v i m t polymer kéo s i bình ế ợ ớ ộ ợthường, mang t i trả ọng cơ học V i s tr giúp c a quá trình kéo s i và các thông s ớ ự ợ ủ ợ ố(ví d : tụ ốc độ ắt ở ỷ ệ c t l khuôn kéo s i ho c kéo s i nóng ch y), c u trúc c a vợ ặ ợ ả ấ ủ ật

liệu nanocomposite có th ể được sửa đổi và tăng cường so với v t liậ ệ ờu r i

Trang 26

1.2.3.2 Kéo sợi tơ philamang 2 thành phầ n [13]

Công nghệ kéo sợi hai thành phần được dựa trên sự ép đùn kết hợp của hai polyme nhiệt dẻo, tạo thành các sợi nhiều lớp Việc đạt được độ bám dính tốt giữa hai thành phần là một trong những thách thức lớn nhất trong quá trình này Với công nghệ kéo sợi hai thành phần, có thể sản xuất được lõi/vỏ bọc, cạnh nhau, hoặc tạo thành hình tròn phân bố tách biệt trong thành phần chính Bằng cách sử dụng các polyme không tương thích để tạo ra cấu trúc biển đảo, có thể tạo ra các sợi siêu mịn cho các sản phẩm không dệt Các sợi- -lõi vỏ bọc được sử dụng để kết dính bằng nhiệt các sản phẩm không dệt hoặc để có được các tính chất bề mặt tốt từ vỏ bọc có

độ bền cơ học cao trong lõi Trong trường hợp là nanocomposite, có thể đạt được tải trọng cao với các hạt nano khi được thêm vào lõi hoặc vỏ bọc, vì phần kia có khả năng nhận tải cơ học Hơn nữa, các chức năng điện tử khác, ví dụ: cảm biến áp điện

có thể được thêm vào phần còn lại của sợi

1.2.3.3 V ật liệ u s n xu t sả ấ ợi tơ philamang ẫd n đi n [9], [13] ệ

Đối với cả hai loại sợi tơ, hình dạng lõi/vỏ bọc của tơ hai thành phần sẽ được lựa chọn, 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 để đảm bảo các yêu cầu khác của xơ dệt Vỏ bọc có thể hoạt động như là vật liệu cách điện chống lại môi trường, vật liệu dẫn điện sẽ được thêm vào lõi Đối với các sợi quang điện, vật liệu có hoạt tính điện hóa đã được thêm vào vỏ bọc để hấp thụ ánh sáng tốt

1.2.3.4 S n xuả ất sợ tơ philamang ẫ i d n điện[9], [13]

Để ả s n xu t s i dấ ợ ẫn điện, có m t s ộ ố phương pháp Một trong s ố đó là sử ụ d ng nanocomposite polyme Các hạt nano như ống nano cacbon (CNT) có hi u su t tệ ấ ốt

v dề độ ẫn điện và d n nhiẫ ệt cũng như các tính chất cơ học M t s tác gi ộ ố ả đã chứng minh s ự tăng cường độ ẫn điệ d n của các polyme cách điện vớ ự ỗ trợ ủi s h c a các ng ốnano cacbon Độ ẫn điệ d n có th ể được mô t b ng các mô hình th m và ch y u ph ả ằ ấ ủ ế ụthuộc vào s lư ng hố ợ ạt cũng như hình dạng hạt Đố ới v i các ng nano cacbon có h ố ệ

s co cao, s ố ố lượng thấp là đủ để đạt được độ ẫn điệ d n Các s i dợ ẫn điện d a trên ự

Trang 27

các nanocomposite cho đến nay ch ỉ được th c hi n trong các ự ệ xơ đơn Một kh ả năng khác trong l p ph c a v t liớ ủ ủ ậ ệu cách điện b ng polymer dằ ẫn điện thuần (ICP) như PEDOT: PSS Ngày nay, h u h t các s i polyamit ph bầ ế ợ ủ ạc được s d ng cho các ử ụ

ứng d ng d t may Pụ ệ hương pháp này không có khả năng cách điện, làm cho không thể ử ụng được trong môi trườ s d ng ẩm ướt Hơn nữa, độ ẫn điệ d n c a các sủ ợi sơn

ph s gi m khi ủ ẽ ả giặt Còn i v i s i nanocomposite thì khi g t s không có vđố ớ ợ ặ ẽ ấn đề

vì các hạt được kết hợp trong th tích s ể ợi

Vật liệu composite Polypropylene vật liệu composit

ống nano cacbon (mang tải cơ học) bán dẫn p-n

Hình 1.1: Mô hình s i dợ ẫn điện (trái) và sợi quang điện (ph i)[13] ả

Bên cạnh đó thành phần carbon hoặc kim loại còn có các cách bố trí theo đường kính, đồng tâm hoặc lệch tâm với tỉ lệ nhiều hay ít so với thành phần polyme chính tùy theo đặc tính sử dụng của sản phẩm

Hình 1.2: Cách bố trí thành phần dẫn điện (carbon hoặc kim loại) trong sợi hai

thành phần [9]

1.2.3.5 Kéo sợ tơ philamang ẫ i d n điện [13]

Công nghệ kéo sợi nóng chảy: Đối với các thử nghiệm kéo sợi, đã sử dụng nhà máy kéo sợi hai thành phần của công ty Fourné Polymertechnik GmbH, Alfter,

Trang 28

Đức Trong quá trình kéo sợi, LOY được tạo ra mà không cần kéo trực tiếp Diện tích lõi và vỏ bọc được thay đổi bằng cách điều chỉnh lưu lượng khối của cả hai thành phần Các sợi được kéo ra bằng bộ đôi cốc nhỏ và sau đó được chuyển đến máy cuốn bằng hai cốc nhỏ đơn Đối với lô chính thuần túy, tốc độ cuộn sợi được giới hạn ở 250 m/phút

Công ngh kéo s i khô: Sệ ợ ợi được kéo ra ở trạng thái r n trên dây chuy n kéo ắ ề

s i t ợ ừ DSM XPlore, Geleen, Hà Lan, trong đó các sợi được kéo ra gi a hai c c nhữ ố ỏ Giữa các c c nh , b trí m t bu ng t gia nhi t ởố ỏ ố ộ ồ đố ệ nhiệt độ 120°C Tốc độ kéo DR khác nhau giữa 1.1 và 4.1

1.2.3.7 Ứng dụng ủ c a v ải bả o h ộ lao động trong các ngành công nghi p ệ

Do có những tính chất ưu việt như độ bền riêng lớn, độ giãn nở nhiệt và độ co thấp, độ bền mỏi cao, sợi dẫn điện được sử dụng trong các kết cấu hàng không có tác dụng giảm chi phí bảo dưỡng và sửa chữa… hiện nay sợi dẫn điện được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:

- Công nghiệp ch tế ạo máy bay và tàu vũ trụ;

- Công nghiệp ch t o ô tô; ế ạ

- Công nghiệp đóng tàu, thuyền;

- Thiết ị thể thao và giải trí;b

- Các ngành công nghi p khác ệ

Do có độ bền và độ cứng riêng cao nên sợi dẫn điện trở thành vật liệu lý tưởng

để sản xuất các bộ phận của máy bay Trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ, việc giảm khối lượng các kết cấu máy, chi tiết máy là mục tiêu quan trọng hàng đầu cho phép

Trang 29

giảm chi phí nhiên liệu Hiện nay hơn 30% các chi tiết máy bay được sản xuất có sử dụng xơ dẫn điện

Trong lĩnh vực vũ trụ, ưu điểm nổi bật của vật liệu compzit xơ carbon là độ cứng riêng cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp Các bộ phận của vệ tinh hàng ngày phải chịu sự thay đổi của nhiệt độ bên ngoài khoảng 260oC, sự biến dạng nhiệt của các thiết bị có thể làm cho vệ tinh thay đổi hướng bay và thay đổi đường truyền tín hiệu Trong lĩnh vực dân dụng, xơ carbon được sử dụng để chế tạo các thiết bị thể thao (vợt cầu lông, tennis, gậy đánh gôn, cần câu cá, bàn trượt tuyết…), thiết bị y tế, ứng dụng trong công nghiệp sản xuất ô tô, xe đạp địa hình, vật liệu trong xây dựng…

1.3 V ải bả o h ộ lao động cài s d ợi ẫn điệ n trên th ị trường

Tĩnh điện là mối hiểm họa đe dọa tính mạng con người, sức khỏe và các tài nguyên Rủi ro hiện diện trong rất nhiều lĩnh vực của hoạt động con người, đặc biệt

là khi làm việc trong môi trường mà ở đó trường tĩnh điện mà sự phóng điện có thể gây ra cháy hay nổ

Các thiết bị bảo vệ con người, đôi khi lại trở thành nguồn gây nguy hiểm cho chính con người, nếu chúng được làm từ các vật liệu không thích hợp hoặc sử dụng không đúng cách Các bộ quần áo bảo hộ được làm bằng các vật liệu có thể gây tích điện trên cơ thể con người và điều này rất nguy hiểm do khả năng dẫn điện của cơ thể người tương đối cao sẽ dẫn đến phóng điện năng lượng lớn dưới dạng hình thành tia lửa Cơ thể người tích điện là nguyên nhân gây ra cháy và nổ đặc biệt trong công nghiệp hóa hay gây hư hỏng các hệ thống chứa nhiều thiết bị vi mạch nhạy cảm (thiết bị chuẩn đoán, đo lường điều khiển, thiết bị truyền dẫn thông tin…) Các vi mạch (microchip) có thể bị tổn hại khi chịu một lượng tĩnh điện cực thấp, chỉ 10 volt Trong khi con người lại không thể nhận biết được cường độ tĩnh -điện dưới 1.500-volt

Ngày nay, việc đảm bảo an toàn trong lao động là vấn đề được đặt lên hàng đầu Đặc biệt đối với sản xuất công nghiệp, đồng phục bảo hộ lao động là một phần thiết yếu với người lao động và các doanh nghiệp Trong sản xuất, người lao động

phải gặp nhiều yếu tố gây ảnh hưởng xấu đến sự an toàn trong công việc Cụ thể

Trang 30

ảnh hưởng khá nhiều đến sức khỏe Con người là nguồn gây ra ô nhiễm và tạo ra điện tích trong quá trình hoạt động làm việc Chính vì vậy quần áo chống tĩnh điện là sản phẩm không thể thiếu trong ngành công nghiệp điện tử, bán dẫn nhằm tạo ra môi trường sạch theo tiêu chuẩn phòng sạch

Ngày nay các loại vải chống tĩnh điện và vải phòng sạch chống tĩnh điện được ứng dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất dụng cụ và đồng phục bảo hộ lao động Đồng phục chống tĩnh điện được may bằng chất liệu vải Polyester 100% không bụi, vải TC dệt kèm những sợi dẫn điện hoặc sợi carbon … Chính những sợi dẫn điện này có khả năng chống tĩnh điện Vì thế, mật độ sợi dẫn điện càng nhiều thì khả năng chống tĩnh điện của sản phẩm sẽ càng cao Chống tĩnh điện được hiểu đơn giản là sinh ra do hai vật chạm với nhau trong đó một vật đã bị tĩnh điện từ trước Chống tĩnh điện có thể gây ra lỗi sản phẩm cũng như các thiết bị có lỗi có thể gây ra những sai hỏng không thể lường trước được Ví dụ phổ biến nhất của thiệt hại do tĩnh điện là khi một công nhân hay công cụ chạm một thiết bị có tiếp đất nhưng có độ chống tĩnh điện thấp

Hiện nay trên thế giới ở những quốc gia phát triển đã ứng dụng quần áo bảo hộ lao động chống tĩnh điện vào các hoạt động của con người rất phổ biến như EU,

Mỹ, Nhật…Tại Việt Nam cũng đã có một vài công ty cung cấp các loại trang phục bảo hộ cũng như vải chống tĩnh điện cho thị trường tuy nhiên đây chỉ là những công

ty thương mại và số lượng không nhiều cũng như việc áp dụng vào sản xuất tại Việt Nam còn rất ít, có chăng chỉ nằm ở một số doanh nghiệp có vốn đầu tư của nước ngoài

Sợi dẫn điện được thiết kế bằng những đường kẻ sọc (sợi dọc) hoặc kẻ carô (sợi dọc và sợi ngang) Sợi dẫn điện chủ yếu được cài vào từ công đoạn sợi đơn (ở máy kéo sợi con) hoặc sợi xe (ở công đoạn đậu và xe) cùng với các loại sợi 100% Polyester, TC(65/35), TC(70/30)…sau đó được đưa sang công đoạn mắc, hồ, xâu

go lược và dệt thành vải với các kiểu dệt và tỉ lệ sợi dẫn điện theo yêu cầu

Một số loại vải bảo hộ lao động pha sợi dẫn điện:

Trang 31

Hình 1.3: Một số loại vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điệncủa Công ty TNHH công

nghiệp Phú Bình-pbgroup.com.vnMột số quần áo bảo hộ lao động chống tĩnh điện:

Hình 1.4: Một số mẫu quần áo bảo hộ lao động chống tĩnh điệncủa Công ty TNHH

công nghiệp Phú Bình-pbgroup.com.vn

Trang 32

Hình 1.5: Một số mẫu vải bảo hộ lao động chống tĩnh điệncủa Công ty Reeco[13]

Trang 33

1.4. Kết luận chương 1

Môi trường lao động có khả năng sinh tích điện cao là các nguy cơ có thể dẫn đến cháy, nổ, ngoài ra có thể gây các tác hại nguy hiểm khác tới sức khỏe người lao động Để giảm các nguy cơ trên cần phải sử dụng trang phục bảo hộ lao động có khả năng tiêu tĩnh điện hay chống tĩnh điện Yêu cầu về khả năng tiêu tĩnh điện của các loại trang phục bảo lao động trong các môi trường nói trên đã được tiêu chuẩn hóa trong nhiều tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế như: Đài Loan, Ba Lan, Châu Âu, ISO

Để tạo ra khả năng tiêu tĩnh điện cho vật liệu dệt thông thường sử dụng nguyên

lý tăng độ dẫn điện của vật liệu dệt bằng cách bổ sung thêm thành phần chất dẫn điện cho vật liệu dệt Chất dẫn điện thông dụng hiện nay được bổ sung cho vật liệu dệt để tăng tính dẫn điện thường là cacbon, kim loại hoặc các oxit kim loại

Khả năng dẫn điện của vật liệu dệt có thể được tạo ra bằng nhiều phương pháp như: Tráng phủ một lớp dẫn điện trên bề mặt vải, kéo sợi từ xơ ngắn có pha trộn thành phần xơ kim loại để tăng khả năng dẫn điện của sợi Tạo ra xơ filament dẫn điện bằng cách tạo ra filament hai thành phần trong đó có thành phần dẫn điện

Sử dụng filament dẫn điện hai thành phần được coi là phương pháp hữu hiệu để tạo ra vải dẫn điện do vải có tính dẫn điện nhưng vẫn giữ được tính mềm mại cần thiết cho quá trình gia công cũng như sử dụng, tính dẫn điện có độ bền lâu trong suốt vòng đời sản phẩm, chịu được các tác động cơ lý hóa trong quá trình sử dụng như quá trình giặt

Sử dụng vải pha trộn với một tỉ lệ sợi dẫn điện hợp lý đảm bảo vải có khả năng tiêu tĩnh điện nhưng vẫn giữ được các tính chất cơ lý cần thiết khác cho quá trình gia công và sử dụng sẽ giúp cho sản phẩm dệt may chống tĩnh điện có chất lượng cao và giá thành hợp lý

Trang 34

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục đích nghiên cứu

Khảo sát được ảnh hưởng của tỷ lệ sợi dẫn điện sử dụng đến các tính chất của

vải bảo hộ lao động chống tĩnh điện

2.2 Đối tư ngợ nghiên c u ứ

- Sợi xe đôi polyeste pha bông TC(65 5 Ne 45/2 /3 ) – được mã hóa là SD1

- Sợi đơn polyeste pha bông TC(65 5/3 ) Ne 45/1 có lõi là s i d– ợ ẫn điện Belltron B68-22dtex/3 được mã hóa là SD2 được g i là s i dọ ợ ẫn điện trong nghiên c u này ứ

- S multifilament 100% polyester SD150/48*2 ợi

- S i dợ ẫn điện Belltron B68-22dtex/3: đây là sợ multifilament, đượi c làm t ừcác tơ filament 2 thành ph n PET/kim lo i b trí l ch tâm có m t c t ngang ầ ạ ố ệ ặ ắnhư hình dưới đây

Hình 2.1: Mặt cắt ngang philamang Belltron B68 [9]

Tính chất sợi Belltron B68 [9] như sau:

o Thiết diện ngang: như hình 2.1

Trang 35

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Luận văn nghiên cứu phối hợp các loại sợi trên để chế tạo vải dệt thoi sử dụng làm quần áo bảo vệ chống tĩnh điện Nghiên cứu đã thay đổi tỉ lệ sử dụng sợi dẫn điện có lõi Belltron B68 sử dụng để quan sát ảnh hưởng của chúng tới các tính chất của vải với mục đích chọn ra được tỉ lệ tối ưu cho phép vải vẫn có tính dẫn điện đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng của vải chống tĩnh điện, nhưng vẫn đảm bảo các tính chất tiện nghi để sử dụng làm quần áo bảo vệ

- S i ngang: S i 100% PET SD150 dtex/48*ợ ợ 2 được mã hóa là SN

Từ sợi dọc và sợi ngang trên, 3 loại vải được thiết kế với các thông số cấu trúc hoàn toàn giống nhau, chỉ khác nhau về tỉ lệ sử dụng sợi dẫn điện Thông số cấu trúc vải được thiết kế như trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Đặc trưng cấu trúc thiết kế của 3 loại vải

Trang 36

Thiết kế quy trình sản xuất vải

Quy trình công nghệ sản xuất xuất 3 loại vải trên được thể hiện theo sơ đồ trong hình 2.1

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vải bảo hộ lao động cài sợi dẫn điện

Trang 37

2.3.1.1 Máy m ắc sợi (đồng lo ạt)

Máy mắc sợi sử dụng được thể hiện trong hình 2.3, 2.4, 2.5

Hình 2.3: Máy mắc đồng loạt Benninger-1

Hình 2.4:Máy mắc đồng loạt Benninger-2

Trang 38

Hình 2.5: Máy mắc đồng loạt Benninger-3 Đặc tính kỹ thuật máy mắc thể hiện trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Thông số công nghệ máy mắc đồng loạt Benninger

ngược cho đường kính búp sợi tối đa là 255mm, loại giá xoay

Trang 39

2.3.1.2 Máy h (hình 2.6, 2.7, 2.8) ồ

Hình 2.6:Máy hồ sợi Benninger-1

Hình 2.7 : Máy hồ sợi Benninger-2

Trang 40

Hình 2.8:Máy hồ sợi Benninger-3

Bảng 2.3: Thông số máy hồ Benninger

Tiêu đề	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
Tác giả	Nguyễn Duy Hưng
Người hướng dẫn	PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công Nghệ Vật Liệu Dệt May
Thể loại	luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	17,17 MB

Khảo sát ảnh hưởng ủa tỉ lệ pha trộn sợi dẫn điện đến á tính hất ủa vải sử dụng làm quần áo bảo vệ

TY TNHH MỘT THÀNH VIÊN