CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN XƠ SỢI NHÂN TẠO
1.2.1 Cấu trúc sợi nồi cọc
Nguyên lý kéo sợi nồi cọc
Xơ nguyên liệu sau khi được xé tơi, làm sạch tạp chất và bụi bẩn, trộn đều các thành phần hỗn hợp trên các máy xé-đập-trộn đều của cung bông; được phân chải hoàn toàn thành các xơ đơn, được duỗi thẳng, song song, loại bỏ phần lớn các tạp chất còn lại cũng như bông kết và một phần xơ ngắn tạo thành cúi chải trên máy chải thô; tiếp theo cúi chải được ghép làm đều, kéo dài và tiếp tục duỗi thẳng song song, loại móc câu ở mức độ cao để chuẩn bị kéo dài trên các đợt máy ghép liên tiếp; có thể tiếp tục được loại xơ rối, xơ kết, tạp bụi nhỏ còn lại sau chải thô và một khối lượng xơ ngắn theo yêu cầu của sợi chải kỹ cao cấp hơn trên các máy cuộn cúi-chải kỹ; cúi ghép liên tục được làm nhỏ theo yêu cầu nhờ các bộ kéo dài trên máy sợi thô, sợi con và cuối cùng được tạo thành sợi con nhờ cơ cấu xe săn-quấn ống nồi-khuyên-cọc trên máy kéo sợi con.
Sợi thô từ ống sợi thô trước tiên được tở ra, đi qua thanh dẫn sợi, cấp vào bộ kéo dài cơ khí gồm các cặp suốt kéo dài quay với tốc độ tăng dần kéo nhỏ sợi đến chi số yêu cầu khi ra khỏi đường nén suốt trước bộ kéo dài. Ống sợi con lắp trên cọc sợi có thể quay với vận tốc lên tới 25.000 v/ph thông qua sợi con truyền chuyển động cho khuyên quay nhanh trên nồi, xe săn và tạo bền cho đoạn sợi vừa mới hình thành tại đường kẹp suốt trước bộ kéo dài đạt được độ nhỏ theo yêu cầu kỹ thuật.
Mỗi vòng quay của khuyên trên nồi tạo cho sợi một vòng xoắn tại khu vực tam giác kéo sợi. Do ma sát giữa khuyên và nồi, khuyên quay chậm hơn cọc sợi và tương ứng với mỗi một vòng quay chậm hơn của khuyên so với cọc sợi sẽ có một vòng sợi
được quấn lên ống. Cọc sợi được lắp trên cầu liên tục chuyển động tịnh tiến lên xuống rải sợi theo chu kỳ thành hình ống sợi có kết cấu, hình dạng đúng theo yêu cầu thiết kế.
Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý kéo sợi nồi cọc
Đặc điểm cấu trúc sợi nồi cọc
Trong kéo sợi cổ điển, bề rộng dải xơ ra khỏi đường nén suốt trước bộ kéo dài với độ duỗi thẳng song song cao, được khuyên quay nhanh quanh nồi xe săn tạo sợi tại tam giác kéo sợi và đồng thời được quấn lên ống lắp chặt trên cọc sợi nhờ cọc quay nhanh hơn khuyên. Như vậy khu vực tạo sợi là tam giác kéo sợi hoàn toàn được kiểm soát bởi đuôi sợi được giữ tại đường nén suốt trước và đầu sợi được quấn lên ống.
Một vòng quay của khuyên chắc chắn tạo ra một vòng xoắn trên sợi và sợi chắc chắn được kéo ra với tốc độ bằng suốt trước đảm bảo độ săn trên sợi ổn định
đúng với độ săn thiết kế. Hơn nữa, do hiện tượng dịch chuyển của các xơ vào trong lõi sợi mà tất cả các xơ đồng thời được xe săn và tham gia phần lớn độ dài vào cấu trúc sợi giúp cho sợi cổ điển nồi-khuyên-cọc có cấu trúc chặt chẽ gần với cấu trúc sợi lý tưởng và có thể được coi như cấu trúc tiêu chuẩn để các loại sợi kéo ra bằng các phương pháp khác dựa vào đó để so sánh và đánh giá. Khuyên chuyển động một vòng trên vành nồi thì sợi nhận được một vòng xoắn. Tùy theo chiều quay của khuyên mà sợi có hướng xoắn trái (hướng S) hoặc phải (hướng Z).
Hình 1.10. Hướng xoắn trái hoặc phải của sợi
Khi xe sợi, các xơ nằm trong trạng thái bị kéo căng, các xơ ngoài ép lên các xơ trong gần trục sợi, tạo các lực ma sát ngăn không cho các xơ trượt tương đối lên nhau, đồng thời các xơ móc lên nhau nhờ có độ xoắn tự nhiên tạo độ bền cho sợi.
Khi xe sợi, do sự kéo căng, các xơ ép chặt vào nhau làm cho thể tích và tiết diện ngang của sợi nhỏ lại.
Hình 1.11. Quá trình xe sợi con
Tuy nhiên, ngoài cấu trúc thân sợi chặt chẽ gần với sợi lý tưởng liên quan tới các tính chất cơ lý của sợi thì trên bề mặt sợi luôn có một tỉ lệ các đầu xơ không được khống chế vào thân sợi mà nhô ra bên ngoài với độ dài khác nhau, phân bố ngẫu nhiên dọc theo sợi, tạo ra độ xù lông được coi như đặc trưng bề mặt quyết định đến các tính chất ngoại quan của sợi.
Hình 1.12. Cấu trúc bề mặt sợi nồi cọc
Tính chất sợi nồi cọc
Đặc tính của sợi phụ thuộc nhiều vào đặc tính xơ trong cấu trúc sợi như số lượng xơ trong diện tích mặt cắt ngang sợi, sự sắp xếp xơ, liên kết xơ, vị trí các xơ trong sợi, cấu trúc tổng thể, độ săn.
Sợi nồi cọc có độ bền rất cao nhờ tất cả các xơ đều dịch chuyển vào lõi sợi và tham gia vào độ bền sợi trong khu vực tạo sợi. Cấu trúc sợi chặt chẽ gần với sợi lý tưởng, sợi nhẵn, chặt, ít xốp, thích hợp kéo sợi đặc biệt, sợi kiểu, sợi lõi. Độ đều sợi chưa cao, chưa thật sạch, độ giãn đứt thấp, độ xù lông cao, độ bền mài mòn kém. Có thể kéo với chi số cao nhất, giải chi số sợi ra rất rộng Nm16Nm200, có thể sử dụng rộng rãi các loại nguyên liệu, các loại xơ và hỗn hợp xơ khác nhau.
Ứng dụng của sợi nồi cọc
Sợi cổ điển có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Sợi cổ điển không chỉ dùng để dệt vải may quần áo mặc ngoài, mặc lót, quần áo thể thao, thời trang… mà còn dùng làm các mặt hàng dệt kim cao cấp, quần áo vui chơi, quần áo
thể thao, chăn ga gối đệm, vải trang trí nội thất, vải bọc đệm, vải bạt công nghiệp, vải rèm ri đô, các sản phẩm công nghiệp và quân sự như phin lọc bụi, lọc hóa chất, vật liệu cách nhiệt, cách điện, vải cốt bạt, vải mành, ống cứu hỏa, băng tải, dây chão, dây buộc, lưới đánh cá…