Đề thi học kỳ II môn Vật liệu vải kỹ thuật - Năm học 2012-2013 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học kỳ II môn Vật liệu vải kỹ thuật - Năm học 2012-2013 (Có đáp án)

1. Đi hc Bách Khoa Tp.HCM Khoa Cơ Khí B môn K Thut Dt May Đáp án thi Hc Kỳ II, 20122013 MÔN: VT LIU VI K THUT SV tham d : CK09SDET Thi gian : 19.12.2012, 13h15 đn 14h45 (90 phút) Đáp án Câu 1 (2 điểm) Thế nào là vải không dệt ? So sánh cấu trúc vải không dệt với cấu trúc vải dệt thoi và dệt kim ? Theo định nghĩa của hiệp hội vải không dệt châu Âu EDANA, vải không dệt là một tấm, màng hoặc phiến liên kết ngẫu nhiên hoặc định hướng nhờ lực ma sát và/hoặc liên kết, kết dính, không bao gồm giấy và các sản phẩm dệt thoi, dệt kim, búi, sợi hoặc filament liên kết bằng mũi may khâu, hay tấm nỉ liên kết nhờ nghiền ướt. Các loại vật liệu này có thể có hoặc không quá trình liên kết bổ sung. Cấu trúc vải không dệt và vải dệt thoi, dệt kim có những điểm khác biệt cơ bản sau: Đặc điểm cấu trúc Vải không dệt Vải dệt thoi Vải dệt kim Nguyên liệu Hầu hết các loại xơ Một số xơ quá cứng hay tính chất sử dụng không thuận tiện phải loại trừ Nguyên liệu cấu Xơ hoặc filament Sợi Sợi thành Đơn vị cấu trúc cơ Các xơ liên kết ngẫu Điểm giao nhau Vòng sợi bản nhiên, không xác định giữa sợi dọc và đơn vị ngang (điểm nổi) Khổ vải Rất lớn, có thể thay đổi Giới hạn theo thiết Giới hạn theo thiết kế máy kế máy Rappo Không có Có rappo dọc, Có rappo vải và 1
2. ngang, biến đổi rappo kỹ thuật tùy theo từng kiểu dệt thuộc từng kiểu dệt Mật độ Thường biểu diễn qua Mật độ dọc: số sợi Mật độ dọc: số hệ số che phủ của vải dọc trên 1 đơn vị hàng vòng trên 1 chiều dài đơn vị chiều dài Mật độ ngang: số Mật độ ngang: số sợi ngang trên 1 cột vòng trên 1 đơn đơn vị chiều dài vị chiều dài Hướng của vải Không có hướng xác Có hướng dọc ngang rõ rệt và có thể xác định, không xác định định trên vải được trên vải, chỉ một số loại vải có hướng MD:CD Cấu trúc vải nhiều Có thể tạo vải nhiều lớp Có thể có nhiều lớp,nhưng số lớp không lớp (từ nhiều lớp màng xơ) quá lớn và liên kết với nhau bằng sợi liên với số lớp lớn, các lớp kết liên kết bằng chính xơ hoặc bằng các phương pháp liên kết nhiệt, hóa khác Câu 2 (5 điểm) Sinh viên quan sát hình vẽ số 1 mô tả giản đồ của một phương pháp tạo vải không dệt thuộc dòng polymerlaid (trải màng khi kéo sợi) a. Hãy cho biết tên của phương pháp tạo vải không dệt này (0.5 điểm) và mô tả quy trình công nghệ của phương pháp này theo giản đồ nói trên (1.5 điểm) Phương pháp tạo vải không dệt thuộc dòng polymerlaid mô tả trong hình một chính là phương pháp SB (spundbond hay spunlaid), sợi filament ngay khi tạo ra được trải xếp thành màng và thành vải không dệt. Quy trình công nghệ của phương pháp này như sau: Đun chảy granule hay trộn granule với chất phụ gia nhằm hòa tan polymers và khống chế các mẻ nguyên liệu trong buồng đun nóng chảy 2
3. (extruder).Polymer nóng chảy được dẫn ra khỏi buồng đun nhờ bơm khoan và áp suất cao Lọc tạp chất và làm mịn đều polymer nóng chảy qua hệ thống lọc Bơm phân phối polymer đã lọc với áp suất cao tới hệ thống đầu kéo sợi (spinneret) Ép đùn polymer thành sợi filament qua hệ thống spinneret. Ngay khi ra khỏi các lỗ vòi phun của spinneret, các filament ngay lập tức được làm nguội để định hình với hệ thống khí lạnh và được dẫn tới ống phân phối với áp suất khi cao Ống phân phối tập hợp các filament tạo ra thành chùm và trải trên băng tải đỡ màng. Băng tải có hệ thống hút phía dưới nhằm hút triệt để các filament trải ra trên màng Băng tải chuyển động liên tục đưa lớp filament mới được trải thành màng ra vải hoặc đưa tiếp sang hệ thống liên kết nhằm tạo vải có nhiều lớp hoặc các hiệu ứng khác Hình vẽ số 1 3
4. b. Để sản xuất vải không dệt theo phương pháp này, người ta thường dùng 4 quy trình cơ bản như thể hiện trong hình vẽ số 2.Hãy cho biết các chi tiết 1,2,3,4 trong hình là gì và mô tả các quy trình này ( 3 điểm) Các chi tiết trong hình là: 1.Dẫn khí thứ cấp để kéo sợi 2.Dẫn khí sơ cấp (thường là không filament khí trong phòng) để làm nguội filament 3.Hệ thống hút khí, hút lượng khí sơ 4.Hệ thống hút khí tại khu vực băng cấp đã dẫn vào tải đỡ lớp màng không dệt tạo ra Hình vẽ số 2 Bốn quy trình nói trên đều theo quy trình công nghệ cơ bản để tạo vải SB như đã mô tả trong phần 2a, tuy nhiên có sự khác biệt trong cách bố trí hệ thống khí 1,2,3,4, cụ thể như sau: Kiểu a Dọc theo hai bên cạnh của spinneret là các rãnh khí để đẩy khí kéo sợi ‘1’ (Khí đầu tiên hay thứ cấp),hỗ trợ cho quá trình ra sợi filament 4
5. Buồng khí (khí sơ cấp) ‘2’ chạy dọc và trải filaments,khí bị đẩy ra nhờ hút filament lên buồng hút ‘3’. Kiểu a phù hợp với polymer hơi dính,ví dụ polyurethane tuyến tính Kiểu b Filament được kéo dài bằng dòng khí khi sử dụng ống dẫn khí kéo dài (3), tỉ lệ kéo dài lớn nhằm tăng độ định hướng phân từ của filament Ống hút ‘4’ hút khí ra ngoài sau khi tạo màng Kiểu b phù hợp sản xuất màng xơ nhẹ bao gồm các filament mảnh Kiểu c Có thêm ống làm nguội ‘1’ và vòi phun kéo giãn ‘3’. Sắp xếp của hệ thống làm nguội và kéo giãn phù hợp có thể sản xuất với tốc độ kéo sợi rất cao, tạo ra filament định hướng tốt Buồng khí ‘2’, có điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, có thể điểu khiển quá trình phát triển của đặc tính filament Kiểu d Có thêm bước kéo dãn cơ học ‘2’ giữa spinneret và khu vực trải. Kiểu này tương tự như kéo sợi truyền thống và hữu ích cho polymer, nhưng không đem lại sự định hướng phân tử tối ưu cho filament Câu 3 (3 điểm) Sinh viên quan sát hình vẽ số 3 1. Dựa trên giản đồ và các chi tiết mô tả trong hình vẽ, hãy cho biết đây là giản đồ nguyên lý của phương pháp liên kết màng xơ nào để tạo vải không dệt ? Hình vẽ số 3 thể hiện giản đồ nguyên lý của phương pháp liên kết màng xơ kiểu cơ học theo nguyên lý xuyên kim trên một máy xuyên kim cơ bản. Các xơ được liên kết cơ học với nhau để tạo vải nhờ sự di chuyển tịnh tiến của các kim có ngạnh (kim tạo nỉ), trong quá trình di chuyển các ngạnh kim kéo xơ chuyển động và rối vào nhau.Kim gắn trên các bảng kim, các bảng kim gắn trên giường kim, chuyển động tịnh tiến lên xuống theo hình elip nhờ tay quay. Màng xơ đỡ bởi giường đỡ kim, phía trên giữ bởi bàn xuyên kim, cho phép các kim có ngạnh xuyên qua theo một trật tự nhất định để tạo vải 5
6. 2. Loại vải không dệt sản xuất theo phương pháp này có tỉ lệ MD:CD hay không ? Hãy giải thích lý do tại sao và cho biết tỉ lệ này ảnh hưởng như thế nào đến cấu trúc và tính chất của vải ? Hãy nêu cách mà sinh viên biết để giảm tỉ lệ này ? Loại vải không dệt sản xuất theo phương pháp này có tỉ lệ MD:CD lớn do các màng xơ định hướng song song khi ra khỏi máy chải. Dù có máy xếp lớp sắp xếp các màng xơ theo chiều khác cân bằng vải nhưng tỉ lệ này vẫn tồn tại. Tỉ lệ MD:CD lớn ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất vải như sau: Vải có cấu trúc không đều, không đẳng hướng, nhiều xơ bị định hướng theo chiều MD Vải bị cứng, tạo nếp gấp, đô bền kéo/xé theo chiều ngang thấp dẫn đến độ bền vải thấp Vải có thể bị quăn mép, không phẳng do cấu trúc không ổn định Khi in, nhuộm, hoàn tất vải nhận chất màu/chất hoàn tất không đều và lộ rõ trên bề mặt vải Các phương pháp hiện hành để giảm tỉ lệ này: Các hệ thống hỗ trợ để quản lý và điều chỉnh độ đều màng xơ Các hệ thống hỗ trợ để điều chỉnh tốc độ, kích thước, mật độ xếp lớp Sử dụng máy kẽo giãn sau máy xuyên kim thứ nhất để ổn định vải Hình vẽ số 3 6
7. Hết Bộ môn Kỹ thuật Dệt may Giảng viên ra đề thi TS.Bùi Mai Hương 7