Quy trình công nghệ sản xuất xốp latex và ứng dụng công nghệ này trong lĩnh vực sản xuất nệm hiện nay

Các loại vật liệu gòn, xơ dừa, mút xốp, polyester...vân thường được dùng đê làm nệm, gối đã dần được thay thế bởi một loại vật liệu có tính chất ưu việt hơn đó là xốp latex.. PHẢN II : M

Đe tài: xốp latex

MỤC LỤC

Lòi mỏ’ đầu 2

Phần I: Tìm hiểu về latex 3

Phần II : Một số sản phấm làm từ xốp latex 6

Phần III : Qui trình Talalay 12

Phần rv : Một số qui trình khác 16

Qui trình Dunlop 16

Qui trình Dow 17

Qui trình Crown 19

Tài liệu tham khảo 22

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nhu cầu về đời sổng ngày càng được nâng cao do vậy vấn đề tiện nghi

đê chăm sóc cho giấc ngủ cũng được các nhà sản xuất quan tâm và phát triên Các loại vật liệu gòn, xơ dừa, mút xốp, polyester vân thường được dùng đê làm nệm, gối

đã dần được thay thế bởi một loại vật liệu có tính chất ưu việt hơn đó là xốp latex Để tài của nhóm chúng tỏi sẽ trình bày về Quy trình công nghệ sản xuất xôp latex và Ưng dụng công nghệ này trong lĩnh vực sản xuất nệm hiện nay.

Trang 2

Loại đặc tính Chỉ tiêu Nệm 100% NR Nệm 100% SBR

BẢN CHÁT

CÁU TẠO CỦA

VẢT LIÊU

Thành phân nguyên tô C-H C-H

Độ phân cực Gân như không cực Gần như không cực

Khối lượng phân tủ' Rất lớn Không lớn

Độ đồng nhất về khối lượng phân

Mức độ điều hòa lập thể Rất cao Không cao

Trật tự liên kết Rất cao Không cao

Mức độ kết bó Tương đối chặt chẽ Vừa phái

Độ không no Lớn Vừa phải

Trang 3

ĐẶC TÍNH KỸ

THUẬT

Độ biến dạng dư Thấp Cao

Độ bền kéo đứt Cao Vừa phải

Độ chịu lão hoá Thấp Vừa phải

NGOẠI QUAN

Màu sắc Vàng kem Trắng ngà hơi đục

Mùi Cao su nhẹ đến nặng Không mùi

Độ dai chắc Khá cao Thấp

Độ xẹp lún Thâp Khá cao

Mức độ tiện nghi thoải mái Cao Vừa phải

Tốc độ ngã màu Nhanh Chậm

Mức độ thân thiện với môi trường Cao Thâp

THÀNH PHÀN HÓA CHẤT CỦA XÓP LATEX

// Latex cao sr/.(đã giới thiệu ở trên)

2/ Chất tao bot.

■ Là những chất trong quá trình lun hóa do sự nhiệt phân nên có khả năng phóngthích chất khí như N2, 02 tạo ra những khoảng trống có hình dáng như tốong nhỏ hoặc cực nhở

■ Khi sử dụng ta cần lưu ý đến bản chất của chất đó, độ mịn, nhiệt độ bị phângiải, khả năng tạo khí

■ Thường ở dạng bột, nhưng ở đây do ta chỉ đề cập tới phụ gia dùng trong latexnên ta sử dụng những chất ở dạng dung dịch hay nhũ tương như potassiumoleate là được sử dụng phố biến nhất, hồn hợp của soaps và chất ốn định gọi làEmulsion E3

5/ Hê lưu hóa: thường sử dụng hệ lưu hóa lưu huỳnh (dùng chung với các hệ xúc

tiến, ZnO, acid stearic)

Trang 4

Dry Aetna/ Dry Aetna/ Dry Aetna/

PHẢN II : MỘT SÓ SẢN PHẨM LÀM TÙ XÓP

LATEX l.Nệm

Hiện nay, hầu như các loại nệm nổi tiếng được ưa chuộng đều được làm từLatex xốp tự’ nhiên Điều này cũng dễ hiểu vì các nhà sản xuất đã nắm bắt được cáctính chất đặc biệt phù họp cùa Latex xốp tự nhiên :

-Te bào Latex xốp tự nhiên có cấu trúc mở, giúp nệm Latex xốp và có tính đànhồi cao, chịu được tải trọng Latex cung cấp sự kết hợp hoàn hảo của các tiện nghi và

hồ trợ Nó ngay lập tức phù hợp với hình dạng của cơ thể, nhẹ nâng đờ cơ thể trongsuốt đêm dài, áp lực được giảm nhiều hơn so với các loại xốp thông thường

-Ngoài ra, chính các lồ xốp này đóng vai trò như những lồ thông gió, đế khôngkhí lưu thông tự nhiên nhờ đó giải nhiệt đồng đều trên toàn bộ cơ thế và giữ lại 1 độ

ấm thích hợp với da

-Latex xốp tự nhiên là loại sản phâm thân thiện với con người, không gây dịứng khó chịu cho da Đồng thời, trong bản thân Latex tự nhiên đã có chất ức chế sựphát triển của vi khuẩn và mốc

2.GỐÍ:

Trang 6

Đê tài : Xôp latex

Song song với 1 tấm nệm tốt có chức năng nâng đờ cột sống thì 1 chiếc gối tốt

sẽ giúp hỗ trợ các vị trí đầu và cổ của bạn trong suốt giấc ngủ

Với Gối Latex xốp, bạn còn có thế tỉm thấy nhiều bất ngờ hơn thế

-Gối Latex xốp mang lại sự thoải mái :

-Phù họp với hình dạng đầu, cổ và nâng niu đầu của bạn với tu- thoải mái nhất

-Gối Latex xốp là sản phẩm thân thiện

Có khả năng ngăn ngừa và chống vi khuẩn Phù họp cho tất cả ai khó chịu vì dị ứng

và còn đem lại không khí trong sạch trong suốt giấc ngủ

-Gối Latex xốp thông gió tự nhiên :

Hàng trăm lồ trong Latex xốp cung cấp tối đa cho không khí lưu thông, ngănngưà độ ấm , khiến bạn cảm thấy thoái mái trong tất cả các mùa và khí hậu

-Gối Latex xốp : kháng bụi và tiện lợi

Kháng bụi gấp 3 lần so với vật liệu thường, và có khả năng tự làm sạch Cóthể bỏ trục tiếp vào máy giặt mà không sợ ảnh hưởng đến chất lượng gối

-Gối Latex xốp có mẫu mã hết sức đa dạng

Có thể phù hợp với mọi sở thích về sự mềm mại, cao thấp, cũng như hình dáng GốiLatex có thê được đặt làm theo yêu cầu Đặc biệt còn có nhiều mẫu gối rất phù hợpcho việc đi du lịch

Trang 7

Một số sản phâm gối làm từ xốp latex

Trang 8

Đe tài : xốp latex

3.BÔ nhớ xốp :

Ban đầu phát triến cho NASA trong những năm 1970, VISCO dây cao su xốp là bộnhớ nhanh chóng trở thành một sự lựa chọn trong ngành công nghiệp vật liệu giườngnệm hiện nay

-1 đặc điểm quan trọng của bộ nhớ xốp là sự phục hồi chậm, nhờ đó làm thuyên giảmđáng kế lực tác động, khá giống với sự mất trọng lực tạm thời Ngay lúc này bộ nhớxốp sẽ in khuôn của cơ thể bạn, nhờ đó bạn được ngủ ở tư thế thoải mái nhất

-Giảm áp lực tốt

Bộ nhớ xốp có khả năng giảm áp lực hơn bất kỳ các loại vật liệu nào, và điều này là lý

do tại sao nó được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng y tế khác nhau

Cân nặng hầu như không được tính đến cho bộ nhớ xốp bởi nó có khả năng hấp thụ áplực và tái phân bố lại áp lực đó trên toàn bộ bề mặt nệm Dan đến giảm áp lực đáng kếtrên toàn bộ cơ thế và cột sống

Nệm phù họp với cơ thể, hỗ trợ của cột sống đúng vị trí giải phẫu học

Bộ nhớ xốp là hoàn hảo cho cơ thể dọc theo cả những đường cong, hỗ trợ toàn bộ cơthể, cải thiện lưu thông máu và cho phép các cơ bắp thư giãn, tái tạo lại sức khỏetrong giấc ngủ

-Nhạy cảm nhiệt :

Trang 9

Bộ nhớ xốp giúp cơ thể để duy trì nhiệt độ lý tưởng, loại bỏ bớt độ ẩm và luôn duy trìmột độ ẩm thích hợp.

Đây không phải là nệm mềm nhưng nó vẫn còn trong khuôn cong trong cơ, nâng đỡ

cơ thể bạn dọc theo vai, cột sống, hông, và chân .Đường cong này được ghi nhớ, nhờvậy cải thiện lưu thông máu trong khi ngủ, làm giảm bớt độ tung nảy và sẽ đem lại 1giấc ngủ sâu hơn cho bạn Nó giúp bạn có 1 giấc ngủ trong cùng một vị trí từ 4-8 giờ

mà không cần chuyển tư thế

4 Mặtnạ và hình nộm :

-Latex xốp có 1 tính năng hết sức quan trọng mà nhờ đó nó được úng dụng làm mặt

nạ đó là : tính năng đàn hồi rất cao, do đó khi đã dán dính với da người, nó có thể "dichuyển với khuôn mặt của bạn" 1 cách tự nhiên nhất

Khi đeo mặt nạ, miệng cũng như mắt của mặt nạ thực sự thay đổi như khi bạn nóihoặc nháy mát

-Các nếp nhăn do Latex xốp hình thành khi uốn gấp cũng khá tương đồng với nếpnhăn tự nhiên của da người

-Ngoài ra thì Latex xốp dễ nhuộm, bền màu, và dễ tạo hình phù hợp với yêu cầu củanhiều loại mặt nạ phức tạp

5 Keo lắp chỗ nứt gãy :

-Chất bịt kín dạng Latex xốp là sản phẩm tương đối mới, thường được sử dụng để bịtkín các ống nước nứt

T rang 10

Đê tài : Xôp latex

-Chất bịt kín dạng Latex xốp : dề dàng điền và bịt kín tất cả các loại khoảng trống vànứt gãy xung quanh nhà Tuy nhiên có nhuợc điểm là không sạch sẽ và khó kiểm soát.Muốn làm sạch phải dùng dung môi kích thích, và hầu như không thế loại bỏ khỏiquần áo hoặc các bề mặt sau khi đă được làm khô

QUI CÁCH SẢN PHẨM NỆM

Sản phẩm nệm thường qui định bề ngang, chiều dài và bề dày của tấm nệm

Ví du : nệm l,5m X l,9m X 0,2m nghĩa là : tấm nệm có bề ngang là l,5m;chiều dài 1,9m và bề dày 0,2m

Be dày sản phâm nệm trên thị trường hiện nay thường là : 0,05m; 0,075m;0,lm; 0,125m; 0,15m; 0,175m; 0,2m

Chiều dài sản phẩm nệm thường là 2m hoặc 1,9m

Chiều rộng sản pham nệm có nhiều kích thước khác nhau như: 0,8m; lm;l,2m; l,6m; l,8m

Trang 11

PHẢNUI : QUI TRÌNH TALALAY

Qui trình Talalay được công nhận như một phương pháp sản xuất xốp latexvào năm 1936 Và đến cuối thập niên 1950, hơn 40% lượng xốp latex sản xuất trên thịtrường Bắc Mĩ sử dụng qui trình này

Cho đến cuối thập niên 1950, cách thức tạo bọt cho xốp latex trong qui trìnhTalalay chủ yếu là tạo bọt hóa học, tức là dùng những chất dễ phân hủy tạo khí Cáchlàm này rất khó tiến hành vì đòi hỏi phải kiêm soát điều kiện rất chặt chẽ

Cũng vào những năm cuối thập niên 1950, qui trình Talalay đã được cải tiếnbởi E W.Madge, và được ứng dụng đế sản xuất sản pham xốp latex cho đến ngày nay.Bước cải tiến đáng kể nằm ở khâu tạo bọt cho latex Madge đã thay thế cách thức tạobọt hóa học truyền thống bằng sự kết hợp giữa tạo bọt hóa học và giãn nở chân không

Bước 1 : Tạo Talalay latex.

Người ta trộn latex cao su thiên nhiên, latex cao su tống hợp và các phụ giavới nhau Trong quá trình trộn, không khí được bơm vào hồn hợp và được đánh thànhnhững bợt nhỏ li ti nam trong hỗn hợp Kết thúc quá trình trộn này, ta được một hồnhợp dạng kem gợi là Talalay latex

Các phụ gia cho vào latex thường là : lưu huỳnh, hệ lưu hóa, hệ phòng lão, cácmuối xà phòng Muối xà phòng có tác dụng giảm sức căng bề mặt của bọt khí, giúpcác bọt khí có thế tồn tại ở dạng hạt nhỏ li ti trong latex

Các loại hóa chất dạng bột không tan trong nước như: s, ZDC, ZMBT, DPG,ZnO muốn phân tán tốt trong hồn hợp latex thì ta cần phải nghiền cho thật mịn trongmáy nghiền bi Trước khi nghiền cần vệ sinh máy thật sạch Đồng thời đê các hóa chấtphân tán thật tốt ta có thê đưa thêm vào latex chất trợ phân tán, thời gian nghiền là24h

Talalay latex được hom vào khuôn

Bước 2 : Đổ khuôn.

T rang 12

Đê tài : Xôp latex

Tiếp đó, Talalay latex được bơm vào khuôn đã được phủ một lóp hydrogenperoxide, đóng vai trò như chất bôi trơn, giúp lấy sản phẩm ra dễ dàng

Hệ số điền đầy của Talalay latex trong khuôn luôn luôn nhỏ hơn 1 Chính hệ

số này quyết định độ cứng của nệm sau này : hệ số càng lớn thì nệm thành phấm càngcúng và ngược lại Thông thường người ta chọn hệ số làm đầy khuôn tù- 0,3 đến 0,6.Sau khi Talalay latex được cho vào khuôn với một tỉ lệ thích hợp, người tađóng khuôn lại và tạo áp suất chân không trong khuôn Áp suất chân không sẽ làmlatex nở ra lấp đầy khuôn Lúc này, số lượng bọt khí trong latex được tăng lên nhiềulần Các bọt khí tồn tại như từng hạt riêng lẻ, phân bố đồng đều trong latex

Bọt khỉ phân tản trong latex trước và sau khi tạo chân không

Bước 3 : Làm lạnh.

Latex trong khuôn được làm lạnh nhanh xuống đến -30°c Tốc độ làm lạnhnhanh làm lớp màng của các bọt khí bị vỡ ra, và các bọt khí được nối với nhau tạothành cấu trúc hở cấu trúc hở này làm cho nệm có tính thấm khí rất cao, tạo sự thôngthoáng khí cho sản phấm nệm sau này

Sự tạo thành cẩu trúc hở khi làm lạnh ỉatex

T rang 13

Bước 4 : gel hóa.

Khí CƠ2 được bơm vào khuôn đế gel hóa latex, giúp giữ vừng cấu trúc hở củacác lỗ xốp và ốn định hình dạng của sản phấm trong khuôn

Trước đây người ta dùng khí CFC đế gel hóa latex Hiện nay đê giảm thiêu ônhiễm môi trường, CFC được thay the bang CO2

Bước 5 : lưu hóa sơ bộ.

Khuôn được nâng nhiệt độ lên 115°c đế lưu hóa sơ bộ

Thời gian lưu hóa sơ bộ khoảng 25 - 30 phút tùy thuộc bề dày sản phẩm

Sau khi lưu hóa sơ bộ, sản phẩm đã đủ độ bền để giữ vững hình dạng và có thểlấy ra khởi khuôn, đưa vào công đoạn tiếp theo Ớ đây ta sử dụng khuôn làm bằngnhôm đế tính chất truyền nhiệt rất tốt của nhôm bên trong ta gắn thêm những thanhtruyền nhiệt nhằm tạo thuận lợi thêm cho quá trình truyền nhiệt khi lưu hóa, tạo độthông thoáng cho sản phẩm

Năng lượng nhiệt cung cấp để lưu hóa hồn hợp latex do sự trao đổi nhiệt vớihơi nước quá nhiệt Hơi nước quá nhiệt tạo ra từ lò hơi theo hệ thống ống dẫn đến bềmặt khuôn cung cấp nhiệt sau đó ngưng tụ thành nước tại các bộ phận trao đôi nhiệt

và lại dẫn về lò hơi qua hệ thống ống dẫn khí

Đê tài : Xôp latex

Bước 7 : sấy và lưu hóa hoàn toàn.

Nệm được đưa vào thiết bị sấy, được sấy ở nhiệt độ 85°c trong vòng 30 phút

và lưu hóa cũng ở nhiệt độ này trong 8 giờ

Bước 8 : kiểm tra chất lượng sản phẩm.

Sản pham nệm được kiếm tra độ đàn hồi ở 15 điếm xác định Một sản phâmđược coi là đạt chất lượng khi kết quả kiểm tra ở cả 15 điểm này đều đạt độ đàn hồi.Thử nén: là quá trình tái tạo lại những ảnh hưởng tương tự của cơ thể lên tấmnệm khi một người nằm lên trên nệm trong một thời gian

Cách thử: nén tấm nệm còn 50% kích thước ban đầu trong 22h ở 700C Sau đólấy ra đo bề dày nệm còn lại rồi tính phần trăm độ dày bị mất Nếu giá trị càng caocàng thế hiện khả năng chịu nén tốt của sản pham, giá trị dao động trong 8-10% là đạtyêu cầu

Thử va đập: thực hiện động tác của một người ngồi lên nằm xuống liên tụctrên tấm nệm trong một thời gian dài

Cách thử: lấy mẫu thử va đập theo theo tiêu chuẩn đặt vào máy Sau đó lấy ra

đế trong 24h hồi phục rồi đem đi đo Giá trị thu được càng lớn càng thế hiện tính dẻodai của sản phấm

Hệ thống kiêm tra sản phâm (hình hên trái) và hộ phận kiêm tra phóng to

T rang 15

Đặc điểm >Khi đô khuôn lượng latex chỉ chiêm >Hồn hợp latex sẽ được điền đầycông khoảng 80% thể tích khuôn Công nghệ khuôn, latex vào khuôn đơn giản hơn.

+Hồn hợp latex được phun vào trong lỏng tạo xốp.khuôn kẹp có lõi bằng nhôm, sau đó cho +Latex được cho vào khuôn, sửlatex vào khuôn và đậy kín, khuôn được dụng Flouride để gây gel xốp trong

hút chân không khuôn Khuôn được gia nhiệt để lưu+Latex được nở ra trong môi

trườngchân không làm đầy khuôn tạo cấu trúc +Không cần tạo môi trường chânhóa.

tổ ong Latex được làm lạnh đến -30°ckhông hoặc làm lạnh, không sục thêm

để ngăn ngừa sự lắng tụ các phụ gia và

đè câu trúc tô ong được ôn định

+C02 được dùng để gây gel hỗnhợp

latex Khuôn được gia nhiệt đến 110°c

Tuy nhiên xu hướng 10 năm trở lại đây, khoảng cách về công nghệ giữa 2 quy trìnhTalalay và Dunlop ngày càng bị thu hẹp do sự phát triến của khoa hoc kỹ thuật.

đã được định trước hoặc những nhóm gần bề mặt hoạt động của hạt latex

2 Công nghê hóa hoc của qui trình Dow :

a/ Thành phần hỏa chất :

về nguyên tắc, chu trình Dow có thể được áp dụng trong phạm vi lớn các loạicao su tổng hợp, và 2 thành phần chủ yếu được nhắc đến là: Latex phản ứng và cáchợp chất đồng phản ứng Trong đó có 1 sổ yêu cầu về điều kiện phản ứng của cao sucần được quan tâm :

Monomer:

★ Cao su được tạo bởi phản ứng đồng trùng hợp nhũ tương của ít nhất 2monome chưa no,l dạng của styrene và còn lại là loại monomer có khả năng đồngtrùng hợp với styren: butadiene, vinyl chloride và vinylidene chloride tạo nênpolimer có khả năng phân tán., phạm vi chọn lựa các monomer là rất rộng do có rấtnhiều dạng nhóm có khả năng phản úng Ví dụ như: cacbonxylato, suphato, aminobậc 1 và bậc 2, carboxamindo, methylolcarbonxamido, sulphonamido

★ Khả năng cũng được xét đó là polymer ngay lúc đầu đã chứa những nhómhoạt động nhưng tự chúng lại không có khả năng phản ứng, tuy nhiên có thế đượcbiến đôi thành nhóm qua quá trình thủy phân

★ Mặc dù số loại latex phản ứng cũng như các qui trình có thể áp dụng rất đadạng Nhưng trên thực tế, đây là qui trình chính dành riêng cho carbonxylated laticescủa cao su SBR

^ Những chất đồng phản ứng :

★ Là những chất ốn định keo (ốn định hệ nhũ hóa trong quá trình trùng hợpnhũ tương), những chất hoạt hóa tạo bợt và chất on định đưoc thêm vào sau trong suốtquá trình pha trộn latex Những hợp chất đồng phản ứng thường dùng với

"carboxylateđ lactices" là nhựa "melamine-íbrmandehyđe", nhựa íbrmanđehyđe" và nhựa "methoxylate melamine-íbrmandehyde

"urea-T rang 17

Chất có thể tạo hồn hợp với latex phản ứng có thể là những chất tan trong

★

nước hoặc trộn lẫn trong nước Ví dụ điến hình như : melamine, íbrmalđehyde ngưng tụ, ure và urer_formalđehyđe ngưng tụ, alkylate melamine-íbrmalđehyde ngưng tụ, alkylate urea-formanđehyđe ngưng tụ

melamine-Nhiệt độ trong khoảng 65 đến 99°c là thích họp, đặc biệt khi không sửdụng tác nhân hồ trợ gel hóa

^ Độ pH thay đôi tuỳ thuộc vào các nhóm chức của Latex phản ứng và bảnchất của các chất đồng phản ứng

b/ Đăc điểm của sản phẩm :

^ Sản pham cao su xốp cuối cùng khá tốt, cấu trúc tế bào tương đối đồngdạng Do đó, sản phâm cuối cùng khi sờ vào có cảm giác rất mịn, cỏ thế có màu sắctốt, sẽ trang nếu ko có chất tạo màu

Qui trình Dow đặc biệt thích hợp với những yêu cầu sản xuất ra các lớp cao

su xốp Latex với độ dày nhở hơn 15 mm

^ Những nhóm chức của Latex phản ứng có thế xúc tiến khả năng dính chặtgiữa polymer và các họp chất khác,bằng cách này tạo nên tầm quan trọng của quitrình làm lớp phủ cao su xốp

3 Các bước đi en hình đế sản xuất cao su xốp Latex bởi QUÌ trình Dơw:

- Latex bao gồm 47.5% cao su "carboxylated styren-butadien" (thành phầnkhoảng 38% styren, 58% butadien, 1.1% acrylic acid, 2.9% fumaric acid)

- Độ pH của Latex là 4.6 Cộng thêm vào khoảng 1 pphr methyl cellulose bằng5% dung môi nước, 5 pphr nhựa "melamine-íbrmanđehyde" hoà tan trong nước bằngvới 80% m/m dung dịch Methyl Alcohol và 2.7 pphr Natri n-dodecyl sunphat

- Cho vào máy trộn khoảng 3-4 phút, xốp tổng họp được đổ vào khuôn

- Sau cùng đặt trong 1 môi trường áp suất bão hoà chưng cất đến áp suất khíquiến, với nhiệt độ 82-88° c trong vòng 5 phút đế nhận được xốp đã gel vững chắc,không bị xẹp

- Xốp gel sau đó đem sấy khô trong lò không khí trong vòng 30 phút ở 120° c.

- Xốp sau khi sấy khô xong có màu trắng, khô, không dính, trông có cảm giácnhư cao su xốp đặc trưng làm từ Latex cao su thiên nhiên

T rang 1 8