Đang tải... (xem toàn văn)
CÔNG NGHỆ KÉO SỢISpinning TechnologyHệ kéo sợi bôngNGƯỜI GIẢNG DẠY: TS. BÙI MAI HƯƠNG – VERSON 2014Sách tham khảo1. Trần Nhật Chương, Trần Công Thế. Công nghệ kéo sợi bông và sợipha , Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1996.2. Trần Nhật Chương, Cơ sở lý thuyết các quá trình kéo sợi – Đại họcBách Khoa Hà Nội, 1992.3. Nguyễn Minh Hà, Công nghệ kéo sợi, Đại học Bách Khoa TPHCM,2002.4. Carl A. Lawrence, Fundamental of Spun Yarn Technology, CRCPress LLC 2003.5. Peter R. Lord, Handbook of yarn productionTechnology, science andeconomic, The textile Institute CRC Press 2003.6. Zbigniew K. Walczak, Proccess of Fibre Formation,Elsevier 1992.7. Werner Klein, The Rieter Manual of Spinning, Volume 16, RIETERMachine Works Ltd, 2008.8. Textile Handbook, The Hong Kong Cotton Spinner Assossciation,Kowloon ,HongKong 20019. Rikipedia,Rieter.10. Technical Information, Trützschler GmbH.Thế nào là kéo sợi ?• Quá trình tạo sợi (hoặc chỉ, dây, cáp) từ những vật liệu khácnhau• Các xơ được xoắn với nhau để liên kết, tạo ra sợi có độ bềnvà độ dài nhất định để tạo vảiBằng tayGuồng kéo sợi cổ 3000 năm tuổi trước công nguyên đãđược tìm thấy, thường dùng để kéo sợi từ cúi bôngBằng máy: các guồng sợi được thay thế bằng các cọc sợi,truyền động cọc và số cọc trên máy được cải tiến dầnFirst spinningmachine,1763Sự phát triển của kéo sợi ?CÔNG NGHIỆP DỆTXơ tự nhiên Xơ nhân tạoSợiVải dệt kim Vải dệt thoiVải không dệtIn nhuộm, hoàn tấtQuần áo Vải kỹ thuật Đồ gia dụngQÚA TRÌNH TẠO SỢI CƠ BẢNXơ tự nhiên Xơ nhân tạoStaple yarn Sợi filament liên tụcHệ kéo sợi xơ ngắn(hệ bông)Hệ kéo sợi xơ dài(hệ len)Sợi nồi cọcSợi OESợi air Jetsợi ma sátSợi len chải thôSợi len chải kỹFLATSợi Airjet texturedSợi xoắn giả texturedFilament kéo giãnSợi tiết diện lớnBulk yarn? Qúa trình liên tục, gia công từ nhẹ đến mạnh, từ thôđến tinh.? Xơ được gia công để tạo sợi qua một số bước cơ bảnsau:+ Làm sạch và trộn xơ.+ Định hướng cho các xơ ở trạng thái song song+ Kéo dài các xơ tới dạng có phân bố nhỏ hơn.+ Giữ đầu xơ và tạo liên kết bằng tạo xoắn.Thuyết kéo sợi xơ ngắn1. Nguyên liệu2. Xé tơi, làm sạch3. Trộn4. Chải thô5. Chải kỹ6. Ghép7. Kéo sợi thô8. Kéo sợi conFIBRE TO YARN MANUFACTURING STEPSQUY TRÌNH TẠO SỢI TỪ XƠ (HỆ BÔNG)Công đoạn cung bôngBlow roomCông đoạn chảiCardingCông đoạn ghépDrawingCông đoạn chải kỹCombingCông đoạn kéo sợi thôRovingCông đoạn kéo sợi conSpinningNHÀ MÁY KÉO SỢI SPINNING MILLCHƯƠNG 1NGUYÊN LIỆU DÙNG CHO KÉO SỢISợi được kéo từ xơ • Định nghĩa xơ: là vật thể có chiều dài lớn gấp nhiềulần đường kính (đo bằng mm,µm), tỉ số giữa độ dài vàđộ mảnh >1000); là vật chất mềm mại, có độ bền vàđộ đàn hồi nhất định, đặc trưng bởi nhiều tính chất• Loại xơ được dùng: có thể dùng xơ tự nhiên, xơnhân tạo hay Hỗn hợp như PeCo, PeVi,CottonAcrylic,PolyesterAcrylic … sử dụng cho các mục đích khácnhau và phù hợp với thiết bị kéo sợi.1.1 CÁC LOẠI XƠ VÀ CÁC HỆ KÉO SỢICÁC LOẠI XƠOrganichữu cơ Inorganic vô cơTự nhiên Nhân tạoTự nhiên Nhân tạoThực vật PolymerNhân tạoĐộng vật Polymertự nhiênCottonBast fibresMiscellaniousvegetabbleTơ tằmLông cừuLôngđộng vậtCellulose acetatand tri acetatePolynosic rayonCaseinVisco rayonCupramoniumLyocellPES,PP,PUAcrylicHighperformanceNylonPVC,PVDF,PTFEGlassBasaltMetalsAsbetosCác hệ kéo sợi?Hệ kéo sợi xơ ngắn (hệ bông): xơ dài 20 đến 50mm, gồmchải thô (Nm trung bình 20 đến 54) và chải kỹ (Nm >54 hoặcchất lượng cao)?Hệ kéo sợi xơ dài (hệ len) gồm len (60 đến 200mm) và cácxơ dài > 60mm?Hệ kéo sợi tơ liên tục?Hệ kéo sợi xơ kỹ thuật (hệ Libe hay hệ đay) nguyên liệu 1mđến 2m, xơ cơ bản 5,15 đến 30mm liên kết bằng keo pectinKhái quát dây chuyền kéo sợiSợi chải thô1. Nguyên liệu2. Xé tơi, làm sạch3. Trộn4. Chải thô5. Ghép làm đều các đợt6. Kéo sợi thô7. Kéo sợi conSợi chải kỹ1. Nguyên liệu2. Xé tơi, làm sạch3. Trộn4. Chải thô5. Ghép sơ bộ6. Cuộn cúi7. Chải kỹ8. Ghép các đợt9. Kéo sợi thô10. Kéo sợi con• Sản lượng bông trên thế giới gần 21 triệu tấnnăm.Việt nam: 7000 đến 9000 tấnnăm so với nhu cầu200.000 đến 250.000 tấnnăm.• Một hạt bông: ~ 20.000 xơ trên bề mặtMột quả bông: ~ 150.000 xơ bông.• Các tính chất cơ bản của xơ bông: Độ dài, độ đềutheo độ dài, tỉ lệ xơ ngắn, độ mảnh, độ chín, mầu sắc,độ bền, ngoại quan (độ bóng, độ trắn…)…1.2 Xơ bông và tính chất xơ bôngBÔNGChu trình ra hoa, quả bôngMặt cắt ngang xơ bôngCấu trúc xơ bôngHoa bông và côn trùngHoa bông đóng(Close boll)Hoa bông nở(Open boll)Ladybirdbeneficial insectsHeliothis attackingcotton bollTHU HOẠCH VÀ ĐÓNG KIỆN BÔNGKiện bông:Khối lượng ~270, 280kgKích thước chuẩn 735x980x620mmMức độ ép chặt 600 650kgm 3Source: ICACChinaSource: ICACChinaWorldwide Cotton QualityQuality Attribute Ranges(excluding Pima)• Micronaire 2.7 5.9• Length 1516 1 38 (32s)0.94 1.37 (inch)23.8 34.9 (mm)• Strength 23.0 35.5HVI (gtex)Source: Cotton Varieties by Origin, Bremen Cotton Exchange1.2.1 Độ dài xơ bông?Là chiều dài của xơ bông đo ở trạng thái duỗi thẳng, tínhbằng mm hoặc inches.?Là tính chất quan trọng nhất trong kỹ thuật và thươngmạiÝ nghĩa của xơ bông dài:Tạo sợi mảnh hơn và bền hơnTăng độ đồng đều sợi Quyết định đến cài đặt bộ kéo dàiGiảm độ xoắn cấp cho sợi kéo, dẫn đến tăng tốc độkéo sợiPhương pháp rút xơ bông để đođộ dài xơ sử dụng lược phânloại, khoảng chia 18 inchBiểu đồ độ dài xơ bôngPhương pháp Jucop•Lct: chiều dài chủ thể, chiều dài xơ có nhiều nhấttrong lô bông•Lpc: chiều dài phẩm chất, chiều dài trung bìnhtrên của các chiều dài lớn hơn chiều dài chủ thể.•Ltb: chiều dài trung bình trong của toàn bộ số xơcó trong lô bôngFibre staple length by weight or number? ? Upper fibre staple length? Maximum, Minimum, Average fibre length:?SFC: short fibre content: tỉ lệ xơ ngắn? Upper quartile length UQL: length of the shortest fibre in the upper¼ of the length distribution chiều dài của xơ ngắn nhất trên ¼ củachiều dài phân bốBiểu đồ độ dài xơ bôngĐo độ dài và lấy bông kiểu HVIFIBROGRAM? Mean Length ML : the mean of all or a set portion of fibre represented Fibrogram? Upper half mean length UHML : mean length of the longer half (50%) of the fibredistribution by weight? SL: represent fibre extension distance ( the distance the longest % of fibreextended from the comb? Length Uniformity index: LUI = ML UHML? Length Uniformity Ratio LUR = 2.5%SL 50%SL1.2.2 Độ bền xơ bông? Độ bền xơ đơn biểu thị bằng gl hoặc cN, nếu dùng dụng cụđo độ bền đứt chùm xơ, độ bền xơ đơn chuyển đổi thành độbền chùm xơ (gl,cN)? Thường dùng độ bền tuyệt đối và tương đối P và P 0) ( tex glPTPxo=) (675 , 0 . .gln mQp=m: khối lượng chùm xơ (mg)n: số xơ trong một mgQ: độ bền chùm xơĐánh giá độ bền xơ bông đơnĐộ bền (gftex) Mô tảDưới 21 Bền rất thấp22 to 24 Bền thấp25 to 27 Bền trung bình28 to 30 Bền cao31 và cao hơn Bền rất cao1.2.3 Độ mảnh xơ bôngCác đặc trưng và đơn vị biểu thịTên gọi Biểu thị Đơn vị Phạm vi xơ bôngĐộ mảnh Mtex mgkm 220 ?128Chi số xơ Nx mg 4500 ? 7800Tiết diện xơ ϕ µm 10?25Denier g9000mTrị sốMicronaireM 3.2 ? 5.6Đánh giá độ nhỏ xơ bôngMicronaire Mô tảDưới 3,0 Rất mảnh3,1 ~ 3,6 Mảnh3,7 ~ 4,7 Mảnh trung bình4,8 ~ 5,4 ThôTrên 5,5 Rất thôĐánh giá độ nhỏ xơ bôngMicronaire thấp? Xu hướng tạo neps trênsợi và vải? Nếu xơ chín, đây là bôngmảnh và bền? Nếu bông chưa chín, đâysẽ là xơ bông kém bền? Bông chưa chín ăn mầu íthơn và có vấn đề trongnhuộm (loang mầu cácbông kết sáng)Micronaire cao? Phần nhiều các xơchín và bền? Hạn chế trong kéosợi? Không thể kéo sợichi số cao.1.2.4 Độ ẩm xơ bông% 100 .GG Gkk uW−=? Liên quan đến giá thành mua xơ và ảnh hưởng đến chấtlượng công nghệ? Xác định bằng phương pháp sấy khô, cân khối lượng khôvà ướtBông cấp cao có độ ẩm ~8% đến 9%,cấp càng thấp độ ẩm càng caoĐánh giá độ ẩm xơ bôngĐộ ngậm ẩm(%)Mô tảDưói 4,5 Rất thấp4,5 ~ 6,5 Thấp6,5 ~ 8,0 Trung bình8,0 ~ 10,0 Cao10,0 và cao hơn Rất cao1.2.5 Độ quăn và độ chín xơ bông? Độ quăn= số vòng xoắn 1 cm xơXơ bông trung bình 6075 quăn, xơ mảnh có 90 quăn? Độ chín = tỉ số giữa bề rộng rãnh và bề dày képthành xơ, tỉ số càng nhỏ hệ số càng cao? Chỉ số độ chín: giá trị tương đối tính toán bằng mộtthuật toán dựa trên các thông số Mironaire,độ bền và độgiãn, tương quan tỉ số độ chín AFISChỉ số độ chín Đặc tínhDưới 0.70 Không bình thườngTừ 0.70 đến 0.85 Chưa chínTừ 0.86 đến 1.0 ChínTrên 1.0 Rất chínĐộ chín phụ thuộc vào: thời tiết, đất đai kém, côn trùng cóhại, hoá chất…Độ chín ảnh hưởng đến: gây kết, loang mầu, đứt xơ, sợikém bền, ăn mầu kém, phế tăng, liên kết yếu gây khókhăn CN kéo sợi1.2.6 Tạp chất và điểm tật trên xơ bôngCác loại tạp chất trong bông nguyên liệu?Khuyết tật : xơchết, xơ dẹt, xơ bệnh , hạt kết, vỏ hạt mangxơ , hai khuyết tật nguy hại nhất phát sinh khi cán bóc xơ.?Tỉ lệ tạp xác định bằng máy phân ly tạp chấtTạp lá, bông kết và vỏ hạtKiểu nga• Theo hệ số độ chín và độbền xơ đơn, chia ra 7 cấp0 (tốt nhất) ?VI (xấu nhất)• 5 cấp đầu tiên chia 8 nhóm.• Chia nhóm cấp 0, I, II căncứ vào P 0 và Lpc• Chia nhóm cấp III và VI chỉcăn cứ vào LpcKiểu mỹ• Căn cứ vào màu sắc, sựnhiễm bẩn của bông và chỉtiêu HVI• Ngoài ra còn phân cấpriêng các chỉ tiêu: cấpchiều dàiHVI,UI,Micronaire, lượngđường, bền, trash content1.2.7 Các cách phân cấp bông phổ biếnCHỈ TIÊU HVI? Fibre length Chiều dài xơ? Length Uniformity Độ đồng đều theo chiều dài? Strength Độ bền? Micronaire? Color Màu sắc? Preperation? Leaf Tạp lá? Extraneous matter Tạp ngoại laiDegree of Uniformity Length uniformity index(%)Very high > 85High 8385Intermediate 8082Low 7779Very low 30Strong 2930Average 2628Intermediate 2425Weak 5.0Cotton range Micronaire readingPremium 3.74.3Phân cấp bông Mỹ theo màuCHỈ TIÊU HVIPhân cấp bông MỹCHỈ TIÊU HVIPreperation(HVI): đánh giá quá trình thu hoạch,hái, cán bông sao cho nhẹ nhàng, dễ dàng vàđảm bảo nhất chất lượng bôngLeaf and Extraneous matter (HVI): một videocamera scan bề mặt bông và tính % diện tích bềmặt bông bị tạp che phủ.Phần diện tích tối hơn30% so với bề mặt bông được tính là tạp (trash)CHỈ TIÊU HVICHỈ TIÊU HVI? Stickiness độ dính: xu hướng xơ bông bám dính vào thiết bị, phụthuộc lượng đường , loại đường, độ ẩm…. có trong xơ? Neps content: neps là một nốt nhỏ, rối vào nhau do ảnh hưởngcủa quá trình gia công xơ? SFC short fibre content: kết quả của quá trình xử lý cơ học xơ,chịu ảnh hưởng của độ bền, độ chín và quá trình thu hoạch, cán bôngCông thức Preysch SFC = 39.4 + (1.3 x 2.5%SL) – (4.5 x 50%SL)Công thức Ahmad và Kahn SFC = 4.17(12.5%SL) – 9.1(50%SL) +Tỷ lệ xơ ngắn(%)Mô tảDưới 6 Rất thấp6 ~ 9 Thấp10 ~ 13 Trung bình14 ~ 17 Cao18 và cao hơn Rất caoĐánh giá tỉ lệ xơ ngắn1.3 Xơ nhân tạo sử dụng trong kéo sợi hệ bông?Các loại xơ nhân tạo thường dùng: PAD (capron),PES(Lapxan,Tuntex,Nanlon),Polyacrilic,PVS,micro fibres?Tính chất cơ bản ảnh hưởng đến quá trình kéo sợi?Tính nhiệt dẻo? Ái lực với nước thấp, không háo nước nên tính tĩnh điện caoPhạm vi tính chất đặc trưngĐộ nhỏ ~ 1.33 dtexChiều dài cắt 32, 35, 38, 40 mmĐộ bền đứt > 6cNtexĐộ giãn đứt 21 ± 4 %Độ co trong không khí 6.5 ± 2 %Độ quăn 12 ± 2 quăncmTỉ lệ dầu 0.15 ± 0.02%1.4 Hỗn hợp nguyên liệu? Chủ động mua bông từ các nguồn, giống, mùa, lô, giá..khácnhau để ổn định nguyên liệu đầu vào? Tận dung ưu việt các loại xơ khác nhau, tạo ra loại xơ đápứng yêu cầu (ví dụ PeCo)? Có thể tận dung xơ hồi, phế? Giá trị kinh tế, tiết kiệm chi phí nguyên liệuTại sao sử dụng?NÊN• Chọn theo độ dài, Micronaire, SCI• Chọn thành phần không quá khác nhau về các tính chất cơ lý(độ dài cách nhau không quá 57mm; độ mảnh không quá 1,4Mic.; tỷ lệ tạp khác nhau không quá 3%; độ ẩm không quá 2đến 3%...)•Mic. của dãy phối kiện hàng ngày thay đổi ≤ 0,1 so với Mic.Tblô; CV% của Mic cùng một dãy phối kiện ≤ 10%; Mic.•Màu sắc, độ chín trung bình của các dãy phối kiện như nhauNguyên tắc chọn hỗn hợp?KHÔNG NÊN•Dùng bông có tạp chất khó loại, ngay cả khi có tỷ lệtạp thấp;•Mua bông có tỷ lệ đường cao;•Dùng bông có tỷ lệ độ chín < 0,80;•Sử dụng bông cùng một loại nhưng từ 2 vụ thuhoạch khác nhau, chuyến hàng khác nhau, phươngpháp tách hạt khác nhau…Nguyên tắc chọn hỗn hợp?Phương pháp trộn hỗn hợp xơTrộn lớp Trộn cúiTRỘN TRONG HÒM MÁYBông nguyên liệu• Xơ bông bị nén chặt• Các xơ sắp xếp hỗn độn• Còn nhiều tạp chất cónguồn gốc rất khác nhau• Thành phần rất khácnhau (giống bông, nguồngốc, lô bông, mùa thuhoạch…)Bông trong sợi• Các xơ đã được xé tơi• Các xơ được duỗi thẳng ,sắp xếp rất trật tự theo trục sợi• Phần lớn tạp chất đã đượclàm sạch đến 99,9%• Các xơ bông đã được trộn rấtđều về thành phần và kết cấutrong sợiSo sánh tình trạng xơBiểu thị qua khả năng đạt tiêu chuẩn nhất định về chấtlượng, phù hợp cho loại sản phẩm dệt nào đóCác phương pháp xác định khả năng kéo sợioTính toán theo công thức để cho kết quả( cổ điển):Xoloviep, Utrenco,..oKéo sợi trên dây chuyền kéo sợi thí nghiệm, sản xuấtthử với mẫu nhỏo Xây dựng bảng hướng dẫn dùng xơ sử dụng trongnhà máy.dựa trên kinh nghiệmKhả năng kéo sợi của xơ