nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu dệt tới một số tính chất cơ lý của vải dệt thoi len và polyester pha len

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI MAI THỊ THANH HƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN LIỆU DỆT TỚI MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẢI DỆT THOI LEN VÀ POLYESTER PHA LEN Ng

DỆT THOI LEN VÀ POLYESTER PHA LEN

ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

MAI THỊ THANH HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN LIỆU DỆT TỚI MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẢI

DỆT THOI LEN VÀ POLYESTER PHA LEN

Ngành: Công nghệ Dệt, may

Mã số: 8540204

ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LƯU THỊ THO

Hà Nội – 2024

i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan những nội dung nghiên cứu được trình bày trong đề án tốt nghiệp thạc sĩ này là do tác giả trực tiếp nghiên cứu thí nghiệm, thực hành dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Lưu Thị Tho cùng sự giúp đỡ hướng dẫn thực nghiệm của các anh chị cán bộ, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm hóa nhuộm thuộc Công ty Cổ phần Dệt lụa Nam Định, Trung tâm thí nghiệm Dệt May thuộc Công ty Cổ phần Viện nghiên cứu Dệt May, Phòng Thí nghiệm phân tích và ứng dụng, khoa Công nghệ Hóa, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

Các số liệu và kết quả nêu trong đề án hoàn toàn trung thực, không có bất cứ sự sao chép nào Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung của đề án này

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Tác giả

Mai Thị Thanh Hương

1.1.2 Cấu tạo, phân loại xơ len 7

1.1.3 Tính chất cơ bản của xơ len lông cừu 11

1.1.4 Ứng dụng của len lông cừu 15

1.2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ XƠ POLYESTER 17

1.2.1 Lịch sử phát triển của xơ polyester 17

1.2.2 Cấu trúc của xơ polyester 19

1.2.3 Tính chất của xơ polyester 20

1.2.4 Ứng dụng của xơ polyester 22

1.3 NHU CẦU SỬ DỤNG VẢI DỆT THOI POLYESTER PHA LEN 23

1.4 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TÍNH CHẤT VẢI DỆT THOI 25

1.4.1 Ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất cơ lý của vải 26

1.4.2 Ảnh hưởng của mật độ, chi số, kiểu dệt đến độ thoáng khí, độ nhám bề mặt của vải 26

1.4.3 Ảnh hưởng của độ dày đến khả năng hút ẩm của vải 27

1.4.4 Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến một số tính chất cơ lý của vải 28

iii

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 30

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 32

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.3.1 Đánh giá độ bền kéo đứt và giãn đứt của vải 34

2.3.2 Đánh giá độ mao dẫn của vải 37

2.3.3 Đánh giá sự phục hồi nếp gấp của vải dệt qua góc hồi nhàu 40

2.3.4 Đánh giá độ thoáng khí của vải 43

2.3.5 Đánh giá độ bền nổ của vải 45

2.3.6 Đánh giá độ bền xé của vải 48

2.3.7 Đánh giá sự thay đổi kích thước trong quá trình giặt và làm khô 50

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 53

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 55

3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ BỀN KÉO ĐỨT VÀ GIÃN ĐỨT CÁC MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 55

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ MAO DẪN CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 63

3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ KHÔNG NHÀU CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 66

3.4 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ THOÁNG KHÍ CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 68

3.5 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ BỀN NỔ CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 70

3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ BỀN XÉ CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 72

iv

3.7 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU TỚI ĐỘ CO

SAU GIẶT CỦA MẪU VẢI THỰC NGHIỆM 74

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASTM American Society for

Testing and Materials

Hiệp hội thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ

ISO Interenational Organization

for Standardization

Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế

ODM Original Design

Manufacturer

Nghiên cứu và phát triển sản phẩm từ đầu đến cuối

PAN Plyacrylonitrile Plyacrylonitrile

P/W Polyester/Wool Vải pha polyester với len PET Polyetylen tereftalat Polyetylen tereftalat

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật các mẫu vải sử dụng trong nghiên cứu 32

Bảng 2.2 Hình ảnh các mẫu vải sử dụng trong nghiên cứu 33

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ bền kéo đứt và giãn đứt tương đối của 55

Bảng 3.2 Kết quả xác định độ bền kéo đứt và giãn đứt tương đối 59

Bảng 3.3 Kết quả xác định độ mao dẫn của các mẫu vải thực nghiệm 63

Bảng 3.4 Kết quả xác định độ không nhàu của các mẫu vải thực nghiệm 66

Bảng 3.5 Kết quả xác định độ thoáng khí của các mẫu vải thực nghiệm 69

Bảng 3.6 Kết quả xác định độ bền nổ của các mẫu vải thực nghiệm 71

Bảng 3.7 Kết quả xác định độ bền xé của các mẫu vải thực nghiệm 72

Bảng 3.8 Kết quả xác định độ co sau giặt của các mẫu vải thực nghiệm 75

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Xơ len thu hoạch từ một số lông động vật [23] 6

Hình 1.2 Hình ảnh xơ len [24] 7

Hình 1.3 Thiết diện ngang của xơ len [25] 8

Hình 1.4 Mô hình cấu tạo thiết diện ngang của các loại len [3] 10

Hình 1.5 Cấu tạo mạch polypeptit ở dạng α và β của xơ len 12

Hình 1.6 Khăn quàng cổ từ len lông cừu [31] 16

Hình 1.7 Vải từ sợi polyester [33] 17

Hình 1.8 Cấu trúc 3D của xơ polyester [28] 20

Hình 2.1 Thiết bị đo độ bền kéo đứt và giãn đứt 34

Hình 2.2 Thiết bị đo độ mao dẫn 37

Hình 2.3 Sơ đồ thiết bị đo chiều cao mao dẫn [22] 39

Hình 2.4 Thiết bị đo góc phục hồi nhàu 41

Hình 2.5 Kích thước mẫu thử 41

Hình 2.6 Thiết bị đo độ thoáng khí của vải 44

Hình 2.7 Thiết bị đo độ bền nổ của vải 46

Hình 2.8 Máy đo độ bền xé rách vải dệt 49

Hình 2.9 Kích thước thử độ bền xé của vải dệt 50

Hình 2.10 Phương pháp lấy mẫu thử độ bền xé của vải dệt 50

Hình 2.11 Máy giặt công nghiệp 51

Hình 2.12 Kích thước mẫu thử theo TCVN 12341:2018 52

Hình 3.1 Biểu đồ độ bền kéo đứt theo hướng sợi dọc 56

Hình 3.2 Biểu đồ độ bền giãn đứt tương đối theo hướng sợi dọc 57

Hình 3.3 Biểu đồ độ bền kéo đứt theo hướng sợi ngang 60

Hình 3.4 Biểu đồ độ bền giãn đứt tương đối 61

Hình 3.5 Biểu đồ độ mao dẫn của các mẫu vải thực nghiệm 64

Hình 3.6 Biểu đồ góc hồi nhàu của các mẫu vải thực nghiệm 67

viii

Hình 3.7 Biểu đồ độ thoáng khí của các mẫu vải thực nghiệm 69

Hình 3.8 Biểu đồ độ bền nổ của các mẫu vải thực nghiệm 71

Hình 3.9 Biểu đồ độ bền xé của các mẫu vải thực nghiệm 73

Hình 3.10 Biểu đồ độ co sau giặt của các mẫu vải thực nghiệm 75

ix

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS Lưu Thị Tho, người đã dành nhiều thời gian tâm sức hướng dẫn em tiếp cận phương pháp làm việc khoa học cũng như cơ hội được trở thành một người làm nghiên cứu Sự hướng dẫn tận tình, trách nhiệm và động viên khích lệ thường xuyên của Cô trong suốt quá trình em học tập, nghiên cứu, thực hiện đề án tốt nghiệp thạc sĩ

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo khoa Công nghệ May và Thiết kế thời trang, khoa Công nghệ Hóa, Trung tâm sau Đại học Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã nhiệt tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để em hoàn thành nội dung đề án

Qua đây, em xin bày tỏ sự biết ơn tới Ban lãnh đạo, các anh chị cán bộ, kỹ thuật viên Phòng thí nghiệm Hóa nhuộm thuộc công ty Dệt Lụa Nam Định, các anh chị kỹ thuật viên của Trung tâm thí nghiệm Dệt May thuộc công ty Cổ phần - Viện nghiên cứu Dệt May và Phòng hóa nghiệm trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong quá trình thực nghiệm nghiên cứu

Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Trường Cao đẳng Công nghệ Việt-Hàn Bắc Giang, anh chị em đồng nghiệp nơi em đang công tác, đã luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt khóa học

Xin cảm ơn các bạn học viên lớp cao học Công nghệ Dệt, May khóa 10, 11 đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ em

Cuối cùng, là lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè những người thân yêu đã chia sẻ, gánh vác công việc để em yên tâm hoàn thành đề án

Em xin trân trọng cảm ơn!

1

MỞ ĐẦU 1 GIỚI THIỆU

1.1 Lý do chọn đề tài

Dệt may là một trong những ngành chủ đạo của công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, liên quan đến sản xuất sợi, dệt, nhuộm vải, thiết kế sản phẩm, hoàn tất hàng may mặc và cuối cùng là phân phối đến tay người tiêu dùng Từ sau khi thực hiện chính sách đổi mới đặc biệt trong những năm 90 của thế kỷ 20, ngành dệt may Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc Nhằm thúc đẩy ngành Dệt may phát triển, ngày 29/12/2022, Thủ tướng Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1643/QĐ-TTg về việc phê duyệt Chiến lược phát triển ngành dệt may và da giầy Việt Nam đến năm 2023, tầm nhìn đến năm 2025 với mục tiêu phát triển ngành Dệt May và Da Giầy là ngành chủ lực về xuất khẩu của nền kinh tế; đến năm 2035 ngành phát triển hiệu quả, bền vững theo mô hình kinh tế tuần hoàn; hoàn thiện chuỗi giá trị sản xuất trong nước, tham gia hiệu quả vào chuỗi giá trị toàn cầu; phát triển được một số thương hiệu mang tầm khu vực và thế giới

Đến nay ngành Dệt may Việt Nam đã thu hút nhiều nhà đầu tư trong nước và nước ngoài, số lượng doanh nghiệp tăng nhanh, kim ngạch xuất khẩu tăng trung bình 2 tỷ USD/năm, kể cả trong giai đoạn suy thoái kinh tế 2008 - 2009, đạt mức 42,3 tỷ USD vào năm 2021, chiếm 11,4% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước Đến năm 2020, ngành Dệt May đã đóng góp khoảng 6,7% trong cơ cấu giá trị tăng thêm của ngành công nghiệp cả nước Số lao động làm việc trong ngành Dệt May tăng nhanh hàng năm và đạt 3,25 triệu người vào năm 2022

Bên cạnh những kết quả tích cực, ngành Dệt may vẫn đang đối mặt với nhiều bất cập trong phát triển như: năng lực sản xuất còn hạn chế, đặc biệt là

2

khối các doanh nghiệp trong nước, phương thức sản xuất gia công với giá trị gia tăng thấp dựa vào nguồn lao động giá rẻ trong phân khúc may vẫn chiếm trên 70% số doanh nghiệp Năng lực sản xuất ngành dệt sợi còn thấp so với thế giới, chủng loại và chất lượng không đáp ứng được nhu cầu trong nước dẫn đến 2/3 sản lượng sợi sản xuất trong nước phải xuất khẩu trong bối cảnh thị trường thế giới liên tục thay đổi và giá cả sụt giảm, trong khi ngành may lại phải nhập khẩu tới 65 - 70% lượng vải mỗi năm

Theo báo cáo từ Hiệp hội Dệt may Việt Nam (VITAS), tổng kim ngạch xuất khẩu ngành trong năm 2022 đạt 44,4 tỷ USD, tăng gần 10% so với năm 2021 thì sang đến năm 2023, ngành dệt may phải đối mặt với nhiều thách thức dưới tác động của tình hình kinh tế trên thế giới và trong nước, trong đó vấn đề lạm phát ở các thị trường xuất khẩu chủ lực của ngành như Mỹ, châu Âu khiến sức, đơn hàng sụt giảm, lãi suất tăng cao và chênh lệ tỷ giá Bên cạnh đó, căng thẳng chính trị, chiến tranh vẫn diễn ra rất phức tạp, làm phân mảng thương mại, ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng nguyên, phụ liệu và xuất khẩu các mặt hàng chủ lực của Việt Nam Năm 2023 tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành dệt may đạt khoảng 40,3 tỷ USD, giảm 9% so với năm 2022

Ngành Dệt May bao gồm các lĩnh vực chính là sản xuất sợi, dệt (dệt kim, dệt thoi), nhuộm/in và may mặc Đối với phân ngành may mặc chiếm tỷ trọng cao nhất trong ngành dệt may ở Việt Nam Tính đến năm 2020, Việt Nam có 60-65% là doanh nghiệp gia công thuê theo phương thức CMT (phương thức sản xuất gia công và xuất khẩu đơn giản); 20-25% doang nghiệp FOB/OEM (phương thức sản xuất “mua nguyên liệu, bán thành phẩm”; chỉ có khoảng 10% các doanh nghiệp ODM-OBM thực hiện cả thiết kế, thương hiệu và phân phối Tuy nhiên, đa số doanh nghiệp may Việt Nam vận hành theo phương thức CMT hoặc hợp đồng thầu phụ nên phụ thuộc hoàn toàn vào mẫu mã,

3

Tỷ lệ xuất khẩu các sản phẩm theo phương thức FOB, ODM, OBM thấp là do doanh nghiệp Việt Nam chưa chủ động được nguồn nguyên liệu, sản xuất của các doanh nghiệp đang phụ thuộc lớn vào nguồn vải nhập khẩu từ nước ngoài nên chưa quan tâm đến khâu phân tích nguyên liệu đầu vào Đây chính là điểm bất lợi và thách thức lớn với ngành, doanh nghiệp mất đi lợi thế cạnh tranh, bị động khi chuyển sang sản xuất mặt hàng mới do lúc này tính chất nguyên liệu đầu vào có sự thay đổi Nguyên liệu đầu vào ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng sản phẩm, tác động trực tiếp tới các khâu như thiết kế, cắt, may và hoàn thiện nhất là các sản phẩm được tạo ra từ nguyên liệu có tính năng đặc biệt như độ co giãn đàn hồi, độ ổn định, khả năng chống nhàu, độ thấm hút, giữ nhiệt và thoáng khí hợp vệ sinh, tạo cảm giác tự tin và thoải mái cho người sử dụng là những thách thức với doanh nghiệp sản xuất Mỗi loại nguyên liệu có cấu trúc riêng, phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, kiểu dệt, mật độ,… Các yếu tố này quyết định hình dáng ngoại quan vải, tính chất cơ lý

và phạm vi ứng dụng của vật liệu, đề án đã: “Nghiên cứu ảnh hưởng của

nguyên liệu dệt tới một số tính chất cơ lý của vải dệt thoi len và polyeter pha len”

1.2 Tính cấp thiết của nghiên cứu

Với mục tiêu thúc đẩy chiến lược phát triển bền vững cho doanh nghiệp, tạo được uy tín và thương hiệu trên thị trường, hiện nay có rất nhiều doanh nghiệp đang hướng tới làm chủ nguồn nguyên liệu đầu vào, từ khâu đặt hàng, vận chuyển đến việc xác định rõ các tính chất cơ lý của nguyên liệu đầu vào Có như vậy doanh nghiệp mới làm chủ được chất lượng sản phẩm Thực tế cho thấy nếu phân tích kỹ nguồn nguyên liệu đầu vào sẽ giúp cho việc lựa chọn các thông số công nghệ và thiết kế tương thích nhất Với các mặt hàng là dòng sản phẩm cao cấp có giá trị kinh tế cao càng đòi hỏi doanh nghiệp thận trọng trong việc đưa ra các quyết định lựa chọn nguyên liệu đầu vào Bản chất

4

của nguyên liệu từ len và polyester pha len có độ giãn, đàn hồi, khả năng biến dạng khá lớn, nếu ta không chủ động nghiên cứu tính chất của nguyên liệu sẽ

làm cho các khâu tiếp theo gặp nhiều rủi ro Vì vậy, việc “Nghiên cứu ảnh

hưởng của nguyên liệu dệt tới một số tính chất cơ lý của vải dệt thoi len và polyeter pha len” là rất cần thiết Trong đề án này tác giả sử dụng 01 mẫu vải

100% len và 04 mẫu vải với tỷ lệ pha trộn khác nhau giữa polyester và len để nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu dệt tới một số tính chất cơ lý của vải Đây là hướng nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, kết quả nghiên cứu đưa ra kết luận và các khuyến nghị, giúp các doanh nghiệp sản xuất dệt, may nói riêng và toàn ngành dệt, may nói chung ngày càng chủ động trong việc lựa chọn nguồn cung, quyết định được chất lượng sản phẩm cho mình và tăng lợi thế cạnh tranh trên thị trường

2 MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ ÁN

2.1 Mục đích nghiên cứu

Xác định được sự ảnh hưởng của nguyên liệu dệt đến một số tính chất cơ lý như độ bền kéo đứt và giãn đứt, độ mao dẫn, độ không nhàu, độ thoáng khí, độ bền nổ, độ bền xé và độ co của vải dệt thoi len và polyester pha len

Góp phần định hướng cho việc lựa chọn nguyên liệu dệt phù hợp trong thiết kế, sản xuất sản phẩm dệt may đáp ứng các mục đích, nhu cầu sử dụng

cụ thể 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chính của đề án là vải dệt thoi có tỷ lệ thành phần nguyên liệu khác nhau từ len và polyester pha len

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu tổng quan các tài liệu, thu thập, từ đó tổng hợp và phân tích

4 CÁC LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VÀ ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ ÁN

Đề án đã lựa chọn được 05 loại vải dệt thoi len và polyester pha len có thành phần nguyên liệu khác nhau Từ đó nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến một số tính chất cơ lý của vải: Độ bền kéo đứt và giãn đứt của vải; độ mao dẫn nước; độ không nhàu; độ thoáng khí; độ bền nổ; độ bền xé và độ co của vải Kết quả nghiên cứu làm cơ sở ban đầu, đưa ra các gợi ý giúp nhà sản xuất vải cũng như nhà thiết kế tham khảo cho việc lựa chọn nguyên liệu phù hợp trong thiết kế sản phẩm dệt may, đáp ứng yêu cầu

sử dụng, đồng thời nâng cao chất lượng, lợi thế cạnh tranh sản phẩm dệt may BỐ CỤC CỦA ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP

Nội dung nghiên cứu của đề án tốt nghiệp bao gồm các nghiên cứu tổng quan và nghiên cứu thực nghiệm Nội dung của đề án được trình bày thành 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu vải dệt thoi len và polyester pha len Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

6

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VẢI DỆT THOI LEN VÀ

POLYESTER PHA LEN 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ XƠ LEN LÔNG CỪU 1.1.1 Khái niệm

Len là loại xơ thiên nhiên nhận được từ lớp lông phủ trên một số động vật như cừu, thỏ, dê, lạc đà, sau khi đã chế biến Thành phần cấu tạo chính có trong xơ len là Keratin chiếm 90%, quyết định các tính chất cơ lý của len, còn lại là các chất khoáng mỡ,…[1]

Hình 1.1 Xơ len thu hoạch từ một số lông động vật [23]

Xơ len được con người sử dụng cho các sản phẩm may mặc rất sớm từ khoảng ba ngàn năm trước công nguyên vào cuối thời kỳ đồ đá Len lông cừu đã được du nhập tới châu Âu từ vùng Cận Đông vào những năm đầu của thiên niên kỷ thứ tư trước Công nguyên Lâu đời nhất được biết đến là ở châu Âu

7

với các sản phẩm từ len dệt vào khoảng một ngàn năm trăm trước Công nguyên, được bảo quản trong một đầm lầy Đan Mạch Theo thống kê xơ len chỉ chiếm 5% tổng sản lượng xơ trên thế giới với 40 loại từ lông cừu và tạo ra hơn 200 loại len có chất lượng khác nhau [5]

Hình 1.2 Hình ảnh xơ len [24]

Len được sản xuất chủ yếu ở các nước như Úc, New Zealand, Liên Xô (cũ) Trung Quốc, Nam Phi và Achentina Len Mông Cổ không nhiều, nhưng nổi tiếng vì chất lượng cao Trong ngành công nghiệp dệt len, lông cừu được sử dụng lớn hơn cả chiếm đến 96-97%, đối với lông dê, lông lạc đà và một số lông động vật khác chỉ chiếm số lượng nhỏ Vì vậy, trong đề án tác giả tập

chung nghiên cứu cấu trúc, tính chất và ứng dụng của len lông cừu [5]

1.1.2 Cấu tạo, phân loại xơ len

 Cấu tạo của xơ len

Xơ len có cấu tạo phần thân xơ từ nhiều tế bào, chia thành 03 lớp gồm lớp vảy sừng (lớp ngoài), lớp vỏ (xơ đặc) và lớp lõi (rãnh giữa) như hình 1.3

8

Hình 1.3 Thiết diện ngang của xơ len [25]

1 Lớp vảy sừng 2 Lớp vỏ 3 Lớp lõi  Lớp vảy sừng: Thân xơ được bao bọc bởi lớp vảy sừng, lớp vảy giúp che trở cho các lớp bên trong của xơ, tránh các tác động từ bên ngoài như thời tiết, môi trường sống, Khi quan sát qua kính hiểm vi người ta nhận dạng ra xơ len nhờ lớp vảy bên ngoài (các xơ như bông, tơ tằm, xơ hóa học mặt ngoài nhẵn do không có vẩy bao phủ) Vảy nằm trên mặt xơ theo một chiều, hợp thành một lớp dầy khít, ngọn cái nọ mọc xếp che chở cho gốc cái kia như mái ngói, xuôi chiều từ gốc đến ngọn xơ Phần lớp cuối cùng là màng rất mỏng bọc ngoài có độ bền hóa học tương đối tốt [3]

 Lớp vỏ (thân xơ): Nằm tiếp ngay sau lớp vẩy, đây là phần chính của xơ len, được tạo thành từ chất Keratin do từ những tế bào hình ống tạo nên, các tế bào này có chiều dài gần 100µm và đường kính gần 2,5µm xếp gần song song với trục xơ, chúng chiếm gần 90% thành phần của xơ len mịn, đây là thành phần quyết định chính đến tính chất cơ học của len Giữa các tế bào này có các rãnh rỗng giúp len có tính giữ nhiệt rất tốt [3]

Lớp vỏ có thành phần hoá học không đồng nhất, nó gồm hai nửa hình trụ gần bằng nhau, nằm tiếp xúc với nhau Hai phần này không giống nhau về thành phần hóa học và một số tính chất khác nên ảnh hưởng đến khả năng

9

dạng của các tế bào aracortical và rthorcotex có thể khác nhau và chúng quyết định các tính chất cơ học và hoá học của sợi len Tế bào vỏ não cũng có thể ảnh hưởng đến sự hình thành nếp gấp trong sợi len, qua các nghiên cứu cho thấy len mịn có nhiều nếp gấp hơn len thô tạo ra sự khác biệt về tính chất lý hoá của len Ở những xơ len có màu tự nhiên người ta quan sát thấy các hạt pigmen (sắc tố) nằm xen kẽ ở các tế bào hình ống [31]

 Lớp lõi (rãnh giữa): Đối với xơ mảnh (len tơ, len mịn) cấu trúc chỉ có hai lớp gồm lớp vảy sừng và lớp vỏ (thân xơ), còn lớp lõi chỉ thấy có ở len thô và len chết Lớp lõi được cấu tạo từ những tế bào hình dạng khác nhau nằm xen kẽ với những rãnh rỗng chứa không khí [3] Nguyên nhân đã dẫn tới xuất hiện lớp lõi là do sự thiếu hụt nhiều chất dinh dưỡng trong quá trình sinh trưởng, khoang không khí được hình thành ở giữa xơ len và tồn tại dưới dạng một mạng lưới các thành tế bào chứa đầy không khí hoặc trong một số trường hợp là một ống hoàn toàn rỗng [31]

 Phân loại len

Người ta phân loại len dựa vào độ mảnh (thiết diện ngang) và tính đồng nhất của thành phần xơ len, bao gồm:

+ Len mịn (len tốt): được tạo ra chủ yếu từ lông tơ, len có độ đồng nhất gồm các lông tơ có kích thước ngang trung bình từ 15 đến 25µm, chiều dài xơ lớn hơn 65mm, dùng để kéo sợi trong hệ thống sợi chải kỹ với chi số sợi 64 – 80 Len mịn nhận được từ lông của giống cừu thuần chủng và bản địa như len Merino, hoặc lai giống giữa cừu lông mịn và cừu lông thô Len mịn về mặt hình thái khác với các loại sợi len khác về chiều dài sợi, kiểu vảy biểu bì, số nếp gấp Len mịn có chất lượng tốt nhất, len mềm, mượt [1]

+ Len nửa mịn: được tạo ra từ lông tơ có kích thước lớn và lông nhỡ có kích thước ngang trung bình 25-31µm, chiều dài xơ tối thiểu phải đạt 35mm, len nửa mịn thuộc loại đồng nhất Loại len này nhận được từ một số giống

+ Len thô: từ hỗn hợp lông tơ, lông nhỡ lông thô và lông chết Len thô không đồng nhất thu hoạch từ giống cừu lông thô và một số giống cừu lai Kích thước ngang trung bình của xơ lớn hơn 34- 40µm, đồng thời độ không đều rất lớn Len này bản chất giòn vì không có nếp gấp, màu trắng phấn, khó nhuộn màu và rất yếu, người ta sử dụng len thô chủ yếu để pha trộn với len nửa mịn và len nửa thô dùng để sản xuất các mặt hàng thảm len [1]

Hình 1.4 Mô hình cấu tạo thiết diện ngang của các loại len [3]

a- Lông tơ b- Lông nhỡ c- Lông thô d- Lông chết Thành phần hóa học của xơ len ghi nhận được trong quá trình nghiên cứu cho thấy, khi sử dụng các hoá chất thích hợp để phá hủy và hòa tan keratin trong len, kết quả thu được có 7-10% trên khối lượng toàn bộ xơ không phải là keratin của len Phần này bao gồm lớp màng mỏng bọc ngoài

11

lớp vảy, màng ngăn giữa các tế bào hình ống của lớp vỏ (thân xơ) và các nhân tế bào Như vậy 90% khối lượng xơ là kêratin và được nằm trong các tế bào riêng biệt Việc ngăn cách các tế bào bởi một màng bền vững không phải là keratin [5]

Đối với len mộc còn chứa nhiều tạp chất như mỡ len, mồ hôi, thân lá các loại cỏ, đất, cát và các chất bẩn khác cần được loại bỏ và làm sạch Để làm sạch, giúp loại trừ các tạp chất này ra khỏi xơ len người ta thường giặt bằng các dung dịch như chất tẩy rửa tổng hợp, cacbon hóa, tẩy trắng, Để không làm mất đi tính chất cơ lý tự nhiên của xơ len, trong quá trình gia công hóa học người ta vẫn giữ lại một lượng nhất định mỡ len, mục đích giúp giữ cho len mềm mại, bóng mượt [5]

1.1.3 Tính chất cơ bản của xơ len lông cừu

 Tính chất cơ - lý - hóa

+ Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của len khoảng 1,3 đến 1,33g/cm3, len là vật liệu xốp và nhẹ nhất trong các loại xơ thiên nhiên [3]

+ Độ bóng: Đây là một đặc tính thẩm mỹ quan trọng của sợi len, nó phụ

thuộc vào hình thái bề mặt của xơ, sợi Nhờ sự khuếch tán ánh sáng mà ta quan sát và cảm nhận được độ bóng trên bề mặt vật liệu Độ bóng của len thấp vì len có lớp vảy bên ngoài cao hơn các loại sợi khác, bề mặt không nhẵn, sờ ráp tay Để cải thiện độ bóng tự nhiên của len người ta có thể tăng độ thẳng hàng của các xơ trong sợi, sợi đơn trong sợi thành phẩm thông qua việc kéo sợi len Ngoài ra, bất kỳ sự thay đổi nào trong tế bào biểu bì bề mặt cũng giúp cải thiện độ bóng của len [1], [31]

+ Độ bền: Nếu so sánh với các loại xơ dệt khác được sử dụng để làm

quần áo thì len là xơ có độ bền kéo đứt thấp (len mịn khoảng 8-10g/Tex và len thô khoảng 12-14g/Tex) Tuy nhiên độ bền của nó vẫn ở mức độ tốt đối với vật liệu làm quần áo [31]

12

+ Độ giãn: Len có khả năng co giãn tuyệt vời, tốt nhất trong các sợi tự

nhiên và chỉ kém hơn các xơ tổng hợp như PET, PAN, PA Độ giãn của len thay đổi tuỳ theo sự biến đổi bề mặt (độ mịn), nhiệt độ và độ ẩm tương đối Độ giãn đứt của len đạt khoảng 30 - 40% [3], [31]

+ Độ nhàu của vải len: Len có độ hồi nhàu rất tốt, gần như không nhàu

trong quá trình sử dụng Sở dĩ len có được đặc tính ưu việt như này là do trong mạch đại phân tử có cấu trúc mắt lưới dạng α, khi có lực tác dụng mạch đại phân tử của len sẽ chuyển từ dạng α sang dạng β (Hình 1.5), đây chính là nguyên nhân giúp len có khả năng chống nhàu tốt [3]

Mạch nhánh

13

+ Tính hút ẩm: Len là một trong những loại vật liệu dệt có khả năng hấp

thụ nước cao nhất trong các xơ dệt phổ biến (chỉ đứng sau bông) do trong phân tử có nhiều nhóm ưa nước và nó có cấu trúc với tỷ lệ phần vô định hình cao Trong điều kiện tiêu chuẩn khả năng hút ẩm của len đạt 15-17% và có thể đạt 40% trong điều kiện môi trường bão hòa hơi nước Len có thể hấp thụ một lượng hơi nước bằng một phần ba khối lượng của nó mà vẫn cho ta cảm giác khô Người ta tận dụng tính chất này của len để sản xuất ra mặt hàng đồ lót cao cấp [3]

+ Khả năng hấp thụ nhiệt: Len có độ dẫn nhiệt và dẫn điện kém

Len là một loại sợi hút ẩm tốt cộng với độ ẩm của môi trường xung quanh, nó sẽ hấp thụ và giải hấp thụ hơi nước Lúc này nhiệt sẽ sinh ra và làm tăng nhiệt độ sợi trong giai đoạn hấp thụ, quá trình giải hấp thụ làm giảm nhiệt độ Đặc tính này có lợi cho người mặc quần áo len khi họ ra ngoài trời vào mùa đông, tức là ở môi trường nhiệt độ thấp và độ ẩm cao, nó giải phóng đủ nhiệt hấp thụ và tăng độ ấm [31]

Với len mịn, thường dùng để kéo sợi trong hệ chải kỹ có chi số sợi cao, cấu trúc xơ chặt chẽ, thân xơ đặc, không có phần rãnh giữa, chứa ít không khí nên khả năng hấp thụ nhiệt thấp, loại len này gọi là len lạnh, thường dùng để may các sản phẩm quần áo mùa hè Với các loại len nửa mịn và len thô dùng để kéo sợi chải thô có cấu trúc xốp hơn nên chứa được một lượng không khí lớn, chính lượng không khí này tạo cho len có khả năng cách nhiệt giữ ấm rất tốt Mặc dù dẫn điện kém, nhưng len có độ ẩm rất cao, vì vậy len thường ít tĩnh điện [3], [5]

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khả năng chịu nhiệt của các loại xơ có gốc

protein cao hơn xenlulo, len chịu được tác dụng của nhiệt độ từ 130oC 140oC Nhưng nếu sấy len trong thời gian dài chỉ cần nhiệt độ khoảng 80oC -

-14

100oC sẽ làm cho xơ bị giòn, cứng, thay đổi màu sắc và giảm các tính chất cơ lý Đến 170oC-200oC len bị phân huỷ Len cháy kém hơn bông Len có thể cháy nhờ sự trợ giúp của ngọn lửa, nhưng nếu bỏ ra khỏi ngọn lửa, len không tự cháy [1]

+ Ảnh hưởng của ánh sáng: Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời và khí

quyển đặc biệt của tia tử ngoại xơ len sẽ bị oxy hoá, len lão hoá dần dẫn đến giảm độ bền, độ co giãn, giảm khả năng đàn hồi, tăng độ cứng, len giòn Tuy nhiên mức độ chịu đựng ánh sáng của len tốt hơn xenlulo Len bị giảm độ bền 50% sau 1120 giờ chiếu sáng [1]

+ Ảnh hưởng của axit: So với các nhóm xơ, sợi từ xenlulo, len có khả

năng chống chịu rất tốt với axit ở điều kiện thường Độ bền của len giảm không đáng kể trong môi trường axit vô cơ yếu và axit hữu cơ có nồng độ trung bình Khi tăng nồng độ và nhiệt độ của dung dịch axit (H2SO4 80% ở 25oC) thì len cũng sẽ bị phá huỷ sau vài phút [1], [31]

+ Ảnh hưởng của kiềm: Là loại xơ, sợi thuộc nhóm protein nên len rất

nhạy cảm với kiềm khi có nhiệt độ vì nó dễ dàng phá vỡ các liên kết polypeptide thành các axit amin tương ứng Mức độ phá huỷ phụ thuộc vào nồng độ, thời gian xử lý, nhiệt độ, tác động cơ học, hoạt tính của dung dịch kiềm và cấu trúc của vật liệu Len sẽ bị phá huỷ nếu đun trong dung dịch kiềm có nồng độ 5% Phản ứng gây đứt mạch dẫn đến xơ len bị phá hủy [1], [31]

+ Ảnh hưởng của các muối: Các muối nhóm axit (NaHSO4, NaH2PO4…) và nhóm kiềm tính (Na2CO3, NaHCO3, ) tác dụng với len như axit và kiềm nhưng yếu hơn Các loại muối có chứa ion kim loại như Fe3+, Al3+, Cr3+ rất dễ hấp thụ vào len, khi nằm trên len, trong quá trình nhuộm nó sẽ tạo thành phức

với một số thuốc nhuộm làm ánh màu bị thay đổi rất khó điều chỉnh [1]

15

+ Ảnh hưởng của chất oxy hóa và chất khử: Len khá nhạy cảm với các

tác nhân oxy hoá cả trong điều kiện axit hoặc kiềm như H2O2, Na2O2, dưới tác dụng của chúng, mối liên kết cystin sẽ bị đứt, len bị oxy hoá, sợi co ngót và biến dạng Mức độ len bị huỷ hoại từng phần hay toàn bộ phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian tác động của các chất oxy hoá [1]

 Các tính chất khác:

+ Ảnh hưởng của vi sinh vật: Len ít bị tác động bởi nấm mốc, trừ khi bị

cất giữ một thời gian dài trong điều kiện ẩm mốc Xử lý nấm mốc len dễ dàng bằng cách giặt sạch Tuy nhiên khi bảo quản len lại gặp vấn đề quan trọng đó là len rất dễ bị côn trùng cắn phá Nguyên nhân do len thuộc nhóm xơ sợi động vật, trong len thành phần chính là Keratin (chiếm tới 90%, gồm các protein có cấu tạo từ những tế bào hình ống), các loại côn trùng thì thích thành phần này nên cần có biện pháp bảo quản hợp lý, tránh để côn trùng làm hỏng len [5]

+ Độ ổn định kích thước: Xơ len là loại xơ tự nhiên không tan trong

nước nhưng bị trương nở mạnh trong môi trường nước, chiều ngang tăng mạnh, chiều dài tăng ít (chiều dài xơ chỉ tăng 1,2% trong khi diện tích mặt cắt ngang tăng đến 26%) Độ ổn định kích thước của len rất kém, trong lần giặt đầu tiên vải len có xu hướng giãn ra, nhưng các lần giặt sau sẽ từ từ co lại nếu giặt bằng nước lạnh [5]

+ Độ bền ma sát: Xơ len là loại xơ có độ bền ma sát không cao [5]

1.1.4 Ứng dụng của len lông cừu

Từ xa xưa, vải len đặc biệt len từ lông cừu đã được con người ưu thích sử dụng trong đời sống do các đặc tính ưu việt của len lông cừu mang lại, như là vật liệu 100% từ tự nhiên, có thể tái tạo, có khả năng phân huỷ sinh học, rất phù hợp với chiến lược phát triển bền vững cho ngành dệt may, sản phẩm từ

16

len có giá trị kinh tế cao Tác giả Ammayappan Lakshmanan [31] đã chỉ ra rằng các tính chất vật lý của sợi len như độ mịn, chiều dài sợi, màu sắc, độ bóng, lượng bám dính, tạp chất tự nhiên và tỷ lệ hòa tan có thể là các yếu tố quan trọng quyết định tính ứng dụng cuối cùng của vải len Sau đây là những ứng dụng chủ yếu của len lông cừu:

Hình 1.6 Khăn quàng cổ từ len lông cừu [31]

Len mịn được sử dụng để sản xuất sản phẩm may mặc có giá trị cao với quá trình hoàn thiện hóa học thích hợp nhằm cải thiện độ bền của len Len nửa mịn có thể được sử dụng để may đồ vest, áo khoác, khăn quàng cổ hoặc mũ của phụ nữ Sợi len thô được sử dụng cho hàng dệt gia dụng như tấm trải sàn bằng nỉ Trong công nghiệp người ta sử dụng len để tạo ra các loại quần áo có khả năng chống cháy Quy trình thay thế như bện có thể được sử dụng để chế tạo dây thừng, ống gia cố và dây điện/ren bọc từ len thô [1], [38]

Các sản phẩm từ xơ len một số loại có thể giặt bằng máy ở 30oC với xà phòng đặc biệt Có loại chỉ cho phép giặt bằng tay và có loại chỉ cho phép giặt

17

khô Khi là ủi các sản phẩm từ len, luôn là chế độ có hơi nước, tránh là len khi khô Nên là mặt trái của vải, trong trường hợp cần thiết có thể là mặt phải Khi là, nâng lên hạ xuống bàn là vào chỗ cần là, hạn chế di bàn là Nếu đồ len bị ẩm ướt thì làm khô ở nhiệt độ phòng, tránh nhiệt độ cao Nếu bị kết, chải kết bằng bàn chải Nên để quần áo len trong trạng thái tự do trong vòng 24 giờ giữa hai lần mặc Treo trên mắc áo, hoặc ma-nơ-canh có định hình, để không gian treo rộng rãi Thông thường, len sẽ thu về kích thước ban đầu sau một thời gian treo tự do không tác dụng lực, không để đồ trong túi áo, quần, đóng khóa, cài cúc khi treo

1.2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ XƠ POLYESTER 1.2.1 Lịch sử phát triển của xơ polyester

 Khái niệm xơ polyester

Xơ polyester (PES) là một trong các loại xơ sợi tổng hợp được sản xuất với sản lượng lớn trên thế giới, là sản phẩm của quá trình trùng ngưng giữa axit tereftalic (có trong than đá, dầu mỏ) và rượu etylenglycol Trong phản ứng này, có hai hoặc nhiều phân tử kết hợp với nhau tạo thành một phân tử lớn có cấu trúc lặp đi, lặp lại trong suốt chiều dài của sợi Độ dài và độ mảnh của PES phụ thuộc vào phương pháp kéo sợi [2]

Hình 1.7 Vải từ sợi polyester [33]

18

 Lịch sử hình thành xơ Polyester

PES là vật liệu tổng hợp được điều chế trong phòng thí nghiệm từ những

năm đầu của thế kỷ 20 Năm 1926, EI DuPont de Nemours có trụ sở tại Hoa

Kỳ lần đầu đã nghiên cứu về các phân tử rất lớn (cao phân tử) và sợi tổng

hợp W.H Carothers là người đi đầu trong nghiên cứu, tập trung vào thứ đã

trở thành sợi nylon - loại sợi tổng hợp đầu tiên Phải đến những năm 1941 sợi PES đầu tiên mới ra đời với tên gọi Terylene Năm 1946, DuPont đã mua quyền sản xuất loại sợi PES này tại Mỹ Sau đó, DuPont đã đưa ra thị trường một loại PES tương tự với tên gọi Dacron Công chúng Mỹ bị hấp dẫn với loại vải này vì nó có thể được mặc liên tục trong 68 ngày không cần là ủi mà vẫn như mới [27]

Tiếp nối sự phát triển của Terylene và Dacron, Kodel được phát triển bởi Eastman Chemical Products, Inc vào năm 1958 Thị trường PES mở rộng nhanh chóng và các nhà máy dệt nổi lên khắp nơi Nhiều nhà máy được đặt tại các trạm xăng nhỏ và sản xuất quần áo PES rẻ tiền Loại sợi rẻ tiền có độ bền vững cao đã trở nên rất phổ biến giúp ngành công nghiệp này mở rộng quy mô thị trường nhanh chóng trong những năm 1970 Tuy nhiên, PES đã phải đối mặt một “vấn đề về quan niệm” trong giai đoạn đó, PES có cảm giác rẻ tiền, mặc không thoải mái và quần áo làm từ sợi PES mất giá, thậm chí bị tẩy chay trên thị trường [27]

Đến năm 1990, một số dạng mới của sợi tổng hợp đã được cho ra mắt có thể giúp khôi phục hình ảnh của PES Dạng mới của sợi PES được gọi là sợi siêu nhỏ đã được giới thiệu đến người tiêu dùng năm 1991 Sang trọng hơn và linh hoạt hơn PES truyền thống, các loại vải sợi microfiber có đặc tính tương tự vải lụa [23]

19

Nhà thiết kế Mary McFadden đã cho ra thị trường quần áo bằng cách sử dụng hình thức mới của PES Các nhà nghiên cứu dệt may tại Đại học Bắc Carolina đang phát triển một hình thức PES có thể sẽ bền vững như Kevlar, một loại vật liệu sử dụng để làm áo khoác chống đạn Loại PES này có thể được sử dụng như vật liệu composite cho xe ô tô và máy bay [23]

Ngày nay, vải từ sợi PES được sản xuất rất rộng rãi Với thành phần 100% PES, sợi có rất nhiều đặc tính ưu việt, cường lực tốt, dễ là phẳng và rất nhanh khô Loại này được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất các loại sản phẩm như đồ nội thất gia dụng, vải công nghiệp, vật liệu cách điện, đệm,…[23]

1.2.2 Cấu trúc của xơ polyester

Polyester được điều chế từ hai chất cơ bản là este dimetyl của acid tereftalic tức dimetylterreftalat và etylenglycol Do có vô số các kết hợp của hai hợp chất trên nên thực ra polyester có một họ gồm 9 loại khác nhau, nhưng chỉ một số ít trong đó có ý nghĩa thương mại Ký hiệu chung theo quy ước quốc tế của polyester là PES Mặc dù tồn tại nhiều polyester được sản xuất ở cấp độ thương mại nhưng có mặt chủ yếu trên thị trường dệt may hiện nay là chất dẻo PET, chiếm 90% khối lượng PES các loại [2]

Sau phản ứng trùng ngưng dimetyltereftalat và etylenglycol, ta sẽ được polymer với dạng công thức hóa học sau:

(n+1) R(OH)2 + n R´(COOH)2 → HO[ROOCR´COO]nROH + 2n H2O (1.1)

Tùy thuộc vào cách polymer được tổng hợp từ polyethylene mà có thể có chuỗi PE có cấu trúc thẳng hoặc phân nhánh [28]

20

Hình 1.8 Cấu trúc 3D của xơ polyester [28]

Xơ PES được sản xuất bởi một trong nhiều phương pháp khác nhau Phương pháp được áp dụng phụ thuộc vào dạng (loại) PES sẽ sản xuất Có bốn dạng xơ PES cơ bản là sợi filament, xơ, sợi thô và fiberfill Với filament, mỗi sợi đơn lẻ tham gia cấu tạo của xơ PES là dài liên tục, dạng sợi này dùng để sản xuất các loại vải có bề mặt nhẵn Đối với xơ, sợi filament được cắt ngắn với những độ dài định trước, có thể dễ dàng để pha trộn với các loại xơ sợi khác Sợi filament và xơ là hai chế phẩm được các nhà sản xuất sử dụng

thường xuyên nhất khi sản xuất PES [2]

1.2.3 Tính chất của xơ polyester

Tính chất của sợi PES bị ảnh hưởng bởi cấu trúc sợi Cấu trúc sợi có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính ứng dụng của sợi, phụ thuộc nhiều vào các thông số quá trình hình thành sợi như tốc độ kéo sợi (ứng suất giống như sợi chỉ), kéo nóng (kéo dài), phục hồi ứng suất và tốc độ thiết lập nhiệt (ổn định) [29]

 Tính chất lý học

- Xơ PES có độ bền cơ học cao, độ bền cơ học không bị giảm trong môi trường nước Thông thường độ bền đứt của xơ, sợi PES khoảng 0,27-

0,66N/tex; độ giãn đứt từ 25%-50%

21

- Xơ PES có khả năng chống biến dạng và giữ nếp tốt, song do kém bền với ma sát nên ít được sử dụng trong dệt kim, găng tay và bít tất Khi vò nhàu nhiều lần xơ PES có khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu tương tự như len Vì vậy, người ta thường pha trộn nó với các loại xơ khác dễ nhàu như xơ bông và viscose để tạo loại vải pha như : PE/CO, PE/VISCOSE,…[29]

- PES có khối lượng riêng d=1,38g/cm3, xơ khó trương nở trong nước, khó thoát mồ hôi, khó nhuộm [3]

- PES là loại xơ nhiệt dẻo nên khả năng chịu nhiệt tương đối lớn (150o160oC), tốt hơn khả năng chịu nhiệt của sợi polyamid [3], độ bền nhiệt vượt xa các loại xơ thiên nhiên và đa số các loại xơ hoá học khác Ở 265oC xơ mới bắt đầu bị mềm và ở 280oC xơ bị nóng chảy và phân huỷ [29]

C Khả năng cách điện của PES cao do độ hàm ẩm của xơ thấp Tuy nhiên, PES dễ tích điện nên gây khó khăn, trở ngại trong quá trình dệt [3]

Các thông số vật lý khác: - Độ mảnh, độ dài phụ thuộc vào phương pháp gia công, kéo sợi [29] - Độ hồi ẩm: 0,3% [30]

- Độ hút ẩm kém: W = 0,4 % (trong điều kiện tiêu chuẩn) [3]  Tính chất hóa học

+ Ảnh hưởng của axit: PES tương đối bền vững trong môi trường axit

Hầu hết các axit hữu cơ và vô cơ với nồng độ không cao ở nhiệt độ thường đều không gây ảnh hưởng gì đến độ bền của sợi, chỉ ở nhiệt độ trên 70oC với nồng độ axit cao (H2SO4 > 70%, HNO3 >60%) thì từng bộ phận của sợi PES mới bị phá huỷ [3]

+ Ảnh hưởng của bazo: PES kém bền trong môi trường kiềm Nếu đun

sôi lâu trong dung dịch sút 1%, sợi PES đã bị thuỷ phân Khi gia công bằng dung dịch sút 5% ở 180oC trong 1 giờ thì PES bị phá huỷ hoàn toàn Trong

22

dung dịch NaOH 40% và KOH 50% ở nhiệt độ thường cũng bị phá huỷ mạnh, còn ở nhiệt độ sôi nó sẽ hoàn toàn bị phá huỷ Nguyên nhân dẫn tới sợi PES kém bền với kiềm là vì trong mạch phân tử của chúng có chứa các nhóm este dễ bị thuỷ phân [3]

+ Ảnh hưởng của chất khử và oxi hoá: Trong môi trường chất khử và oxi

hoá sợi PES tương đối bền [3]

+ Ảnh hưởng của dung môi: PES rất bền với các dung môi thường khi

giặt và tẩy mỡ chứa Hidrocacbon và Clo như Benzen, toluene, acetone, cloetan, rượu tetraclorua cacbon Tuy nhiên sợi lại không bền với các dung môi chứa oxi [3]

+ Khả năng nhuộm màu của polyester: Do PES chứa ít nhóm ưa nước,

lại có cấu trúc tinh thể chặt chẽ do đó xơ PES có hàm ẩm thấp, làm cho sợi có khả năng cách điện cao, dễ tích điện gây khó khăn trong quá trình dệt Đồng thời, cũng do cấu trúc tinh thể nên PES có độ định hướng cao, xơ khó nhuộm màu Người ta chỉ nhuộm PES với thuốc nhuộm phân tán ở 130oC [3], [29]

1.2.4 Ứng dụng của xơ polyester

Công ty DuPont đã sản xuất sợi polyester thương mại đầu tiên của Hoa Kỳ vào năm 1953 Do sợi polyester có rất nhiều đặc tính đặc biệt nên hầu hết chúng được sử dụng trong ba lĩnh vực chính sau: may mặc, ngành công nghiệp và nội thất gia đình [29]

 Ngành may mặc

Vải PES là một lựa chọn lý tưởng đối với ngành may mặc vì chúng có độ bền tốt và khả năng chống nhăn đáng kinh ngạc Vải PES dùng để sản xuất các trang phục thể thao thường được pha thêm cotton để tăng khả năng thấm hút mồ hôi, mềm mại cùng với khả năng co giãn khá tốt của PES chắc chắn sẽ mang đến cho người mặc cảm giác thoải mái nhất khi tập luyện Ngoài ra, vải

 Nội thất gia đình

Sản xuất chăn ga, gối, đệm: Vải PES cũng là vật liệu cách nhiệt hiệu quả, do đó nó được dùng để sản xuất đồ nội thất gia đình như gối, chăn, bọc đệm Cũng như quần áo thể thao, vải PES ứng dụng trong ngành chăn ga gối thường được pha thêm sợi cotton để tăng khả năng thấm hút mồ hôi, thoáng khí và giảm ma sát

Sản xuất túi ngủ du lịch: Hầu hết bề mặt bên ngoài của các dòng túi ngủ trên thị trường hiện nay thường được làm từ chất liệu PES Các sản phẩm này khi sử dụng ngoài trời thường khá chú trọng đến khả năng chống thấm nước

chính vì vậy mà PES là một chất liệu hoàn toàn đáp ứng được điều này [29] 1.3 NHU CẦU SỬ DỤNG VẢI DỆT THOI POLYESTER PHA LEN

Chúng ta phải thừa nhận rằng sự phát triển của khoa học công nghệ đã tác động mạnh mẽ tới ngành công nghiệp sợi dệt, các nhà sản xuất luôn nỗ lực cung cấp nhiều loại vải tự nhiên và nhân tạo phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau Nhưng tất cả các loại vải đều không thật sự hoàn hảo theo cách này hay cách khác Tất cả chúng đều có những đặc điểm tốt và những hạn chế Trong khi đó kỳ vọng của con người ngày càng cao, họ mong muốn

Mục đích chính của nhà sản xuất khi tạo ra vải dệt từ sợi pha giúp đạt hiệu quả hơn trong sử dụng, sản phẩm sẽ bền hơn, ít chịu sự phá hủy của vi sinh vật, đặc biệt vải pha có khả năng chống biến dạng cao, giữ nếp được lâu

và tạo phom dáng tốt hơn cho sản phẩm may Trong“Dự án sản xuất thử

nghiệm vải len pha polyester”, Phạm Hữu Chí và cộng sự [19] đã chỉ ra rằng:

việc pha trộn một loại nguyên liệu dệt có giá trị cao với một loại xơ nhân tạo khác đem lại những đặc tính riêng biệt nhưng vẫn đáp ứng được tính thẩm mỹ, sự tiện nghi của sản phẩm may mặc Đồng thời pha trộn nguyên liệu khác nhau cũng tạo thuận lợi hơn cho quá trình công nghệ và đặc biệt giúp giảm giá thành sản phẩm

Với những lý do trên mà ngày nay trên thị trường mặt hàng vải pha rất đa dạng, chủ yếu là pha xơ thiên nhiên với xơ tổng hợp tạo ra loại sợi có đặc tính cải tiến, những ưu điểm tốt được phát huy còn nhược điểm sẽ giảm thiểu

Len lông cừu là vật liệu dệt tạo ra mặt hàng có giá trị cao vì những đặc tính quý hiếm mà khách hàng trong và ngoài nước rất ưa chuộng như cho cảm giác tay tốt, khả năng chống nhăn, chống xếp nếp là một trong những đặc tính tuyệt vời của len Mặt khác len có giữ nhiệt rất tốt Để phục vụ tốt cho như cầu và đòi hỏi ngày càng cao của người tiêu dùng, len lông cừu có thể

Trong công nghiệp dệt, xơ PES dạng stapen được sử dụng để pha len, dệt các loại vải dày để may quần áo mặc ngoài (ví dụ như veston, mangto, ) Những loại vải này thường không co, ít nhàu, có độ bền đứt cao hơn vải 100% len Thường thì tỷ lệ xơ PES trong các loại vải pha len này trong khoảng 30%-50% thì sản phẩm tạo ra có khả năng giữ nhiệt cao, khả năng giữ nếp tốt ngay cả khi ở trạng thái ướt [5]

1.4 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TÍNH CHẤT VẢI DỆT THOI

Trong ngành công nghiệp dệt may vải dệt thoi chiếm tỷ trọng lớn về nguồn cung nguyên liệu cả trên thị trường quốc tế và trong nước Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp thời trang thì nhu cầu sử dụng đòi hỏi ngày càng cao về tính năng vượt trội của các loại vải trong đó phải kể đến vải dệt thoi Vải dệt thoi là loại vải được tạo ra từ việc đan liên kết hai hệ thống sợi dọc và sợi ngang theo các quy luật khác nhau Sự thay đổi các yếu tố trong cấu trúc vải sẽ ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vải Những tính chất cơ lý của vải như độ bền cơ học, độ co sau giặt, độ thoáng khí, khả năng mao dẫn, sẽ bị thay đổi nếu thay đổi cấu trúc bên trong của vải như thành phần nguyên liệu, mật độ sợi, độ dày, kiểu dệt,

26

1.4.1 Ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất cơ lý của vải

Cấu trúc dệt có thể được coi là một trong những thông số chính góp phần tạo nên đặc tính vật lý, tạo ra chất lượng vượt trội cho vải dệt thoi Đề cập đến

nội dung này tác giả Hitomi Morino và cộng sự [37] đã nghiên cứu “Ảnh

hưởng của cấu trúc dệt đến tính chất cơ học và độ xử lý của vải” Nhóm tác

giả sử dụng các mẫu vải đơn giản trong đó chỉ có cấu trúc dệt được thay đổi, vải có cùng loại sợi và mật độ để nghiên cứu mối tương quan giữa các thông số cơ học và cấu trúc dệt bằng phương pháp thống kê Kết quả nghiên cứu đã cho thấy rằng có sự ảnh hưởng của cấu trúc dệt lên các thông số cơ học

1.4.2 Ảnh hưởng của mật độ, chi số, kiểu dệt đến độ thoáng khí, độ nhám bề mặt của vải

Khi đánh giá chất lượng của vải thì độ thoáng khí là một tiêu chí rất quan trọng Nó chính là một đặc trưng để kiểm soát được tính an toàn vệ sinh cho sản phẩm dệt may, quyết định lớn đến độ dẫn nhiệt cho vải Tuỳ theo mục đích sử dụng mà có những yêu cầu cụ thể về độ thoáng khí Các loại sản phẩm quần áo mặc trong, đồ lót thì cần độ thoáng khí cao hơn so với các sản phẩm mặc ngoài, quần áo mùa hè thoáng khí hơn so với quần áo mùa đông Trong cùng một đơn vị diện tích, vải dệt từ sợi có chi số cao hơn thì độ thoáng khí sẽ kém hơn Khi tăng độ săn của sợi sẽ giúp tăng độ thoáng khí

cho vải Trong nghiên cứu của tác giả Gadah Abonassif [38] về “Ảnh hưởng

của cấu trúc dệt và mật độ sợi ngang đến các tính chất vật lý và cơ học của vải dệt Micro polyester” cho thấy độ thoáng khí của vải dệt thoi phụ thuộc

vào cấu trúc và khối lượng của vải Khi tăng mật độ sợi ngang trong vải, dẫn đến độ chứa đầy diện tích của vải tăng lên, làm cho khả năng thoáng khí của vải sẽ giảm đi Chứng tỏ độ thoáng khí của vải bị ảnh hưởng khi thay đổi mật độ sợi vải

27

Vải len là chất liệu may mặc đặc biệt, được ngành may mặc quan tâm vì tính chất độc đáo và tự nhiên của sợi Quần áo từ len rất thoải mái khi mặc, len giữ ấm tốt vào thời điểm nhiệt độ xuống thấp và thoáng khí khi nhiệt độ

tăng cao Trong “Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc tính cấu trúc vải của bộ

quần áo len đến độ nhám bề mặt và độ khoáng khí” của tác giả Ayca Gurarda

và cộng sự [34] đã chỉ ra ảnh hưởng của chi số sợi, loại sợi và kiểu dệt đến độ nhám bề mặt và độ thoáng khí của vải Nhóm đã sử dụng 06 mẫu vải có đặc tính cấu trúc khác nhau Kết quả cho thấy sự thay đổi kiểu dệt của vải len dệt thoi có ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và độ thoáng khí của vải dệt thoi

1.4.3 Ảnh hưởng của độ dày đến khả năng hút ẩm của vải

Độ dày của vải ảnh hưởng tới việc lựa chọn vải cho phù hợp với từng loại sản phẩm sử dụng với mục đích, môi trường khác nhau Độ dày vải phụ thuộc nhiều yếu tố như mật độ sợi, chi số, kiểu dệt Độ dày mỏng của vải dẫn đến sự thay đổi các đặc tính cơ lý, nhiệt học và khả năng tạo dáng của các loại sản phẩm dệt may Để lựa chọn loại vải phù hợp khi may quần âu nam công

sở cho nam giới khu vực Hà Nội, trong nghiên cứu “Khảo sát lựa chọn vải sử

dụng để may quần âu công sở nam giới tại Hà Nội” của tác giả Cao Thị Minh

Huệ [4] đã sử dụng 04 mẫu vải dệt thoi gồm 01 mẫu vân điểm dùng sợi chập, 02 mẫu dệt vân chéo 2/1 và 01 mẫu vải dệt vân điểm biến đổi 2/2 để khảo sát đặc trưng cấu trúc và một số tính chất cơ lý, từ đó đưa ra những nhận xét về sự phù hợp của các loại vải trên đối với việc sử dụng may quần âu nam Trong đó, tác giả đã xác định được độ dày của các mẫu vải thực nghiệm Từ kết quả của quá trình kiểm tra hình thái cho thấy vải sử dụng may quần âu nam tương đối dày, có khối lượng riêng ở dạng trung bình Các chỉ số này sẽ giúp cho vải có độ bền tương đối, giữ được phom dáng và đảm bảo các yếu tố ngoại quan, tính thẩm mỹ cho sản phẩm

28

1.4.4 Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến một số tính chất cơ lý của vải

Tác giả Achintya K.Samanta [39] đã nghiên cứu “Ảnh hưởng của tỷ lệ

pha trộn đến độ đồng đều của sợi và đặc tính không hoàn hảo của sợi len/polyester vòng xoắn” Nghiên cứu đã sử dụng 02 loại sợi có chi số khác

nhau, được xe từ 04 tỷ lệ pha trộn khác nhau giữa len và polyester Kết quả cho thấy sợi trở nên đồng đều hơn khi tăng hàm lượng PES trong hỗn hợp

Để xác định sự thay đổi tính chất cơ học của vải pha polyester/len (P/W)

theo tỷ lệ pha trộn, tác giả Kim Tea Hoon và cộng sự [36] đã sử dụng 06 loại vải dệt thoi vân chéo 2/2 với tỷ lệ pha trộn 20% PES vào len, để đo 16 tính chất cơ học của vải Kết quả thí nghiệm thu được cho thấy khi tăng tỷ lệ pha trộn PES các giá trị công kéo giãn (WT), biến dạng đàn hồi (RT) trong đặc tính kéo, năng lượng kéo, năng lượng kéo, độ giãn dài và biến dạng đàn hồi nén (RC) trong đặc tính nén bị giảm Trong khi đó, các giá trị độ cứng uốn (B), độ trễ của mô men uốn (2HB), độ trễ của lực trượt tại góc 0,5o (2HG) và độ trễ của lực tại góc 5o (2HG5) đều tăng

Tác giả Trần Nguyễn Tú Uyên và các cộng sự [20] đã: “Nghiên cứu

khảo sát một số tính chất và lựa chọn vải dệt thoi lông cừu pha polyester phù hợp may áo vest công sở nam khu vực miền nam” Trong nghiên cứu nhóm

tác giả đã sử dụng 06 loại vải dệt thoi lông cừu pha PES có cùng mật độ dọc, ngang, kiểu dệt, chi số sợi dọc và ngang với thành phần vải có tỷ lệ khác nhau để nghiên cứu ảnh hưởng chúng đến các tính chất của vải Nhóm tác giả đã lựa chọn được mẫu vải có tỷ lệ thành phần nguyên liệu PES/Wo là 50/50 phù hợp sử dụng làm nguyên liệu may áo vest công sở nam khu vực miền Nam

Tác giả Đặng Trần Thiều [5] đã “Nghiên cứu ảnh hưởng của các tính chất cơ - lý vải len và vải pha len đến một số thông số công nghệ và thiết kế

29

trong quá trình sản xuất veston nam” Tác giả đã sử dụng 03 mẫu vải len và

03 mẫu vải PES/Wo (50/50) có mật độ dọc và ngang khác nhau, chi số sợi khác nhau, kiểu dệt khác nhau (trong đó 02 mẫu vải len và 02 mẫu vải PES/Wo có kiểu dệt vân chéo; 01 mẫu vải len là kiểu dệt vân chéo gãy; 01 mẫu vải PES/Wo là kiểu dệt vân điểm) để nghiên cứu ảnh hưởng của một số tính chất cơ lý các mẫu vải này đến một số thông số công nghệ và thiết kế trong quá trình sản xuất áo Veston nam Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Khả năng chống nhàu của vải len là một ưu điểm của vải trong quá trình sử dụng sản phẩm, tạo được ngoại quan tốt cho sản phẩm nhưng cũng là một yếu tố gây khó khăn cho quá trình là rẽ để giữ nếp các chi tiết của sản phẩm Veston Để khắc phục tình trạng này tác giả đã chỉ ra rằng, thực tế các doanh nghiệp đã sử dụng dung dịch Siroset xịt vào các vị trí cần là rẽ giúp sản phẩm có khả năng định hình và giữ nếp rất tốt mà vẫn giữ được sự mềm mại cho vải len Nghiên cứu đã cho thấy sự khác biệt khi sản xuất áo Veston từ vải len và P/W so với các nguyên liệu khác

Trong báo cáo kết quả nghiên cứu về: “Sản xuất thử nghiệm vải len pha

polyester” của tác giả Phạm Hữu Chí [19] đã sử dụng 02 loại vải len pha

polyester (Wo/PES) có tỷ lệ len cao, có giá trị cao lần lượt là Wo/PES 50/50 và Wo/PES 60/40 để nghiên cứu Mục đích của dự án là thông qua việc sản xuất thử nghiệm để đánh giá, thu thập và hiệu chỉnh quy trình công nghệ và một số thông số kỹ thuật trong các công đoạn dệt, xử lý trước nhuộm và hoàn tất hai loại vải Wo/PES 50/50 và Wo/PES 60/40 Kết quả thu được của dự án có thể ứng dụng ngay vào việc sản xuất công nghiệp với số lượng lớn những mặt hàng Wo/PES đạt các tiêu chuẩn quốc tế, dùng cho may các mặt hàng cao cấp như áo măng tô, veston đáp ứng nguồn cung nhu cầu nguyên liệu cho các doanh nghiệp trong nước và xuất khẩu đi nước ngoài Thông qua quá trình sản xuất thử nghiệm 02 loại vải Wo/PES 50/50 và Wo/PES 60/40 (gồm