1.4. Xô polyeste bieán tính
1.4.3. Biến tính PET theo nguyên tắc biến đổi cấu trúc xơ
Ngoài phương pháp hóa học còn có thể thực hiện việc biến tính PET
bằng cách làm thay đổi cấu trúc của xơ sợi nhờ việc thay đổi thiết bị, cấu trúc thiết bị và phương pháp công nghệ trong quá trình sản xuất để tạo cho
xơ có một số tính chất mới. Dưới đây là nguyên lý chế tạo một số mẫu xơ biến tính tiêu biểu theo phương pháp này.
Polyeste roãng
Xơ polyeste thông thường có nhược điểm là hàm ẩm thấp, không thấm mồ hôi nên khi mặc rất khó chịu, nhất là trong những ngày nóng bức.
Biến tính polyeste để tạo xơ rỗng sẽ khắc phục được nhược điểm này do xơ có các khoang hoặc lỗ trống cực nhỏ nên có thể hút nước tương tự xơ bông. Chúng không dính và dễ chịu ngay cả khi người mặc đang đổ mồ hôi. Polyeste rỗng phục hồi nhanh chóng khi bị ẩm và người mặc không bị lạnh sau khi vải polyeste rỗng hấp thụ mồ hôi.
Polyeste rỗng được tạo ra bằng cách sử dụng phin kéo sợi đặc biệt hoặc kỹ thuật trộn chất tan.
Có 3 dạng phin kéo sợi để sản xuất xơ rỗng là:
- Phin có chốt cắm: là dạng phin có 1 chốt cắm vào giữa miệng lỗ tròn để polime được ép đùn qua vành lỗ.
- Phin có ống cắm: có 1 kim hoặc ống rỗng cắm vào giữa miệng lỗ tròn. Khí hoặc chất lỏng được thổi qua kim để duy trì hình dạng ống của xô.
-Phin hình chữ “C": có miệng lỗ hình chữ “C" để polime ép thành hình ống qua khuôn. Lượng khí sẽ giữ cho xơ có hình dạng ống.
Kỹ thuật trộn chất tan để kéo sợi có nhiều lỗ trống (khoang nhỏ) trên bề mặt xơ thực hiện bằng cách trộn polime PET thông thường với polime dễ bị hòa tan trong kiềm (NaOH) rồi mới kéo sợi. Khi xử lý, polime có tính
tan trong kiềm sẽ bị tan đi tạo thành lỗ cú đường kớnh 0,001ữ3 àm trờn bề mặt xơ.
Polyeste có mặt cắt hình lá
Xơ dạng này có mặt cắt ngang hình lá 3, 4, 5 hay 8 múi tạo cho xơ có tính hút ẩm và bay hơi nhanh chóng do lượng ẩm có thể di chuyển qua các khe mao dẫn giữa các bó sợi đơn filament. Khả năng hấp thụ ẩm và làm khô của xơ thậm chí còn nhanh hơn cả vật liệu dệt tự nhiên nhưng vẫn giữ được những đặc tính tốt của polyeste thông thường.
Để sản xuất loại xơ này phải sử dụng công nghệ đặc biệt biến đổi hình dạng đầu phun tạo xơ.
Polyeste giả tơ tằm
Xơ có mặt cắt ngang giống tơ tằm nên tạo ra độ bóng và cảm giác sờ tay gioáng tô taèm.
Sự biến tính thực hiện như sau:
- Biến đổi hình dạng lỗ phun trên phin kéo sợi tạo xơ có mặt cắt ngang hình lá, phổ biến là hình lá 3 múi.
- Tạo đơn filament có độ mảnh nhỏ, càng nhỏ thì vải dệt có cảm giác sờ tay càng mềm.
- Xử lý hydroxit natri để tạo độ nhám vì đã tẩy bớt một phần vật chất trên bề mặt xơ.
Polyeste có độ co lớn
Xơ này pha với PET truyền thống, len hoặc bông để sản xuất sợi xốp, meàm duứng trong deọt may.
Polyeste có độ co lớn được sản xuất bằng cách kéo giãn với bội số keùo
dài thấp hay trung bình mà ở đó không hoặc ít xảy ra sự tinh thể hóa. Xơ có thể co trong nước sôi thì kéo giãn ở nhiệt độ thấp.
Cũng có thể sử dụng phương pháp làm thay đổi cấu trúc hóa học bằng cách đưa các đơn phân có khả năng làm giảm tỷ lệ tinh thể hóa vào quá trình đồng trùng hợp.
Polyeste nhuộm không dùng chất tải
Polyeste dạng này có thể nhuộm ở nhiệt độ sôi mà không dùng chất tải, công nghệ nhuộm đơn giản.
Để biến tính cần thực hiện một số thay đổi khi kéo giãn sợi nóng chảy và định hình nhiệt nhằm điều chỉnh độ tinh thể và độ định hướng của xơ, làm cho xơ có khả năng nhuộm tốt trong nước sôi:
- Polyeste filament được kéo với vận tốc 6400m/ph có khả năng nhuộm màu cao gấp 3,5 lần so với vận tốc 915m/ph và sau đó được kéo giãn 3,5 lần.
- Kéo bằng phương pháp nóng chảy, kéo với vận tốc 3300m/ph, xử lý nhiệt ở 1800C trong 0,9 giây và sau đó kéo giãn 40% ở 1150C thì có thể nhuộm ở nhiệt độ sôi mà không cần chất tải.
Polyeste POY (định hướng một phần)
Polyeste POY-textua có tính nhuộm màu tốt, tạo cảm giác sờ tay mịn màng, độ xốp cao, các vấn đề về độ săn giảm tối thiểu.
Xơ được định hướng và kéo giãn một phần trong quá trình sản xuất.
Độ định hướng và kéo giãn còn lại sẽ thực hiện qua quá trình textua. Trong
sản xuất xơ, công đoạn POY phải được duy trì để đảm bảo cho sợi kém nhạy cảm với điều kiện môi trường và ổn định nhiệt tốt hơn.
Polyeste dạng sợi mịn (Microfibre yarns)
Sợi mịn là sợi được tạo thành với các tơ đơn có độ mảnh nhỏ hơn 1 dtex, mảnh hơn nhiều so với PET thông thường. Đa số sợi mịn có độ mảnh của tơ đơn trong khoảng 0,5÷0,7 den. Sợi có độ mảnh của tơ đơn nhỏ hơn 0,27 den gọi là sợi siêu mịn (supermicrofibre). Do tơ đơn vi mảnh như vậy nên số lượng tơ hợp thành sợi tăng lên so với sợi PET thông thường cùng chi số tạo nên những khoảng trống giữa các sợi tơ làm cho sợi tăng tính hút ẩm, giữ nước, thấm mồ hôi, tính cách nhiệt cao hơn, diện tích bề mặt tăng và cấu trúc chặt chẽ hơn. Sợi cho cảm giác sờ tay xốp, mềm mại, mượt mà và nhẹ. Do cấu trúc của sợi như vậy nên khả năng hấp phụ thuốc nhuộm tăng lên rõ rệt và có thể bắt màu ngay ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tốn thuốc nhuộm khi nhuộm màu và dễ xù lông trong quá trình sử dụng.
Polyeste dạng textua
Polyeste textua nhận được độ nhăn xoắn, vòng hoặc các biến dạng khác dọc theo chiều dài sợi qua quá trình xử lý. Sợi polyeste có độ xốp, khả năng kéo giãn và độ đàn hồi cao.
Các phương pháp chính để tạo sợi textua là:
- Sợi được xe với độ săn cao, ổn định nhiệt sau đó tở xoắn. Ba giai đoạn của quá trình textua có thể được thực hiện trình tự hoặc đồng thời.
- Sợi được cấp qua khe vào một hộp lèn sợi và có thể xử lý nhiệt trước khi đưa vào hộp hoặc ngay trong hộp.
- Dẻo hóa sợi bằng cách đưa qua một dòng khí nóng và ép vào một bề mặt lạnh.
- Sợi được gia nhiệt khi chạy qua cạnh dao nóng.
- Sợi được gia nhiệt khi chạy qua 1 cặp trục răng khía nóng.
- Sợi được dệt thành vải dạng dệt kim, gia nhiệt rồi gỡ ra…
Polyeste dạng xơ nhăn (làm quăn xơ)
Chất lượng sợi kéo từ xơ polyeste cắt ngắn tăng đáng kể khi xơ có dạng lượn sóng hoặc nhăn. Hầu hết các filament để sản xuất xơ cắt ngắn thường được xử lý tạo nhăn trước khi cắt ngắn. Chính nhờ dạng lượn sóng hoặc nhăn ổn định mà làm tăng thể tích chiếm không gian của xơ, tạo cho xơ khả năng hút ẩm, nhả ẩm cao. Vải dệt từ dạng xơ này cho cảm giác sờ tay có độ xốp và mềm mại.
Biến tính polyeste để tạo nhăn có thể thực hiện theo các phương pháp sau:
- Phương pháp cơ học: cho filament chuyển qua giữa 2 trục bánh răng khía mịn. Cũng có thể giả xe, gia nhiệt, định hình sau đó tở xoắn.
- Phương pháp hóa học: khống chế quá trình đông rắn của filament để mặt cắt ngang của xơ không đối xứng (một bên có lớp vỏ dày, bề mặt mượt còn bên kia lớp vỏ mỏng hơn, bề mặt hình răng cưa). Khi ướt, 2 bên xơ trương nở khác nhau tạo độ nhăn cho xơ.
- Hiệu ứng nhăn có thể được tạo ra bằng cách sản xuất xơ sợi 2 thành phần có độ trương nở khác nhau tạo độ săn cho xơ.