Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu công nghệ sản xuất vải chống tĩnh điện phục vụ sản xuất quần áo bảo hộ (05/11/2025)

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, tạo ra được dòng sản phẩm vải tĩnh điện phục vụ sản xuất quần áo bảo hộ cho một số ngành công nghiệp đặc thù như công nghiệp thực phẩm và công nghiệp điện, điện tử. Để đạt được mục tiêu trên cần nghiên cứu xác định được các yêu cầu kỹ thuật của quần áo bảo hộ của các ngành trên với định hướng: Bên cạnh việc giải quyết vấn đề chống tĩnh điện, các loại quần áo bảo hộ vẫn phải thực hiện chức năng chính của một sản phẩm may mặc phù hợp với mục đích sử dụng: vải có độ bền, độ bền màu, độ ổn định kích thước của vải dùng may hàng bảo hộ.

Định hướng nghiên cứu là áp dụng công nghệ sản xuất vải chống tĩnh điện có cài sợi dẫn điện trong quá trình dệt. Hiện nay trên thế giới có 03 loại sợi dẫn điện carbon thường hay được sử dụng: Sợi kim loại carbon, sợi lõi carbon được bọc xơ polyeste và sợi polyeste có hạt carbon.  Định hướng của đề tài là sử dụng sợi polyeste có hạt carbon cài với sợi polyeste hoặc sợi polyester pha bông theo tỷ lệ pha phù hợp. Sợi dẫn điện có chứa hạt carbon là một loại sợi có khả năng chống tĩnh điện rất tốt, chính vì vậy mà vải có tỉ lệ sợi dẫn điện càng cao (khoảng cách cài sợi dẫn điện càng ngắn) thì khả năng chống tĩnh điện càng tốt. Vấn đề đặt ra đối với các nhà thiết kế và sản xuất vải chống tĩnh điện là từ các yêu cầu cách điện của quần áo bảo hộ để lựa chọn loại nguyên liệu (lựa chọn vật liệu sợi, tỷ lệ pha), cấu trúc dệt phù hợp để có được loại vải có các chỉ tiêu kỹ thuật đáp ứng các yêu cầu về cách điện cũng như các yêu cầu sử dụng khác.

Trên cơ sở nghiên cứu các yêu cầu kỹ thuật của một số loại quần áo bảo hộ chống tĩnh điện để lựa chọn loại sợi, thực hiện thiết kế CTCP – Viện Nghiên cứu Dệt may tiến hành triển khai đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất vải chống tĩnh điện phục vụ sản xuất quần áo bảo hộ”  do KS. Nguyễn Văn Huỳnh làm chủ nhiệm, đề tài triển khai nhằm nghiên cứu, tạo ra dòng sản phẩm vải chống tĩnh điện phục vụ sản xuất quần áo bảo hộ cho một số ngành đặc thù.

Từ việc phân tích các mẫu vải trên thị trường, nhóm đề tài lựa chọn nguyên liệu để sản xuất vải dệt kim chống tĩnh điện là: Sợi polyeste 75D/72 + Sợi dẫn điện là sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2. các chỉ tiêu chất lượng sợi polyeste 75D/72 đều đạt theo yêu cầu đặt ra của đề tài. Tuy nhiên sợi dẫn điện là sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2 có chỉ tiêu độ bền tương đối (cN/tex) thấp hơn so với sợi polyeste thông thường (sợi dẫn điện này được nhập khẩu từ Nhật Bản), nhóm đề tài đã tiến hành dệt thử nghiệm và nhận thấy vải dệt kim dệt từ sợi dẫn điện là sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2 vẫn đảm bảo chất lượng, thiết bị dệt đạt hiệu suất cao. Căn cứ vào các mẫu vải chống tĩnh điện trên thị trường hiện nay có tỉ lệ sợi dẫn điện trong vải chiếm khoảng 2% và căn cứ vào kết quả đo điện trở suất bề mặt vải mộc, nhóm thực hiện lựa chọn thông số dệt phương án 2 và phương án 3 là phương án để dệt thử nghiệm mẫu lớn tại nhà máy. Tuy nhiên để đạt được vải có giá thành thấp hơn, nhóm thực hiện tiến hành sản xuất vải theo phương án 2 là Vải mộc  cài 04 sợi dẫn điện là sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2.

Công nghệ tiền xử lý vải dệt kim thực hiện mẫu lớn tại nhà máy theo các phương án khác nhau cho thấy: Khả năng ngấm (thông qua thời gian ngấm) của các mẫu vải tiền xử lý giảm dần khi tăng lượng chất nấu tẩy của các nhà cung cấp nhưng tất cả các mẫu đều đáp ứng yêu cầu về thời gian ngấm dưới 5 giây cho vải dệt kim để nhuộm tiếp theo; Về chỉ tiêu điện trở suất bề mặt. Sau nấu tẩy, chỉ tiêu về điện trở suất bề mặt tại các mẫu số 1,2,3 và 4 hầu như không thay đổi nhiều so với mẫu vải mộc ban đầu và vẫn đáp ứng yêu cầu về điện trở suất bề mặt của vải chống tĩnh điện. các mẫu số 5 và 6 có điện trở suất bề mặt tăng cao hơn so với các mẫu số 1,2,3 và 4, nhưng vẫn đáp ứng yêu cầu về điện trở suất bề mặt của vải chống tĩnh điện. 

Về chỉ tiêu điện trở suất bề mặt: Sau quá trình nhuộm thí nghiệm, chỉ tiêu về điện trở suất bề mặt của các mẫu nhuộm bằng nhóm thuốc nhuộm Synolon (các mẫu số 6 đến mẫu 11) tăng nhẹ, không đáng kể. Điện trở suất bề mặt của các mẫu nhuộm bằng nhóm thuốc nhuộm Bemacron tăng cao hơn hầu hết tăng khoảng 5x10¹⁰ Ω và mặc dù vẫn đáp ứng yêu cầu về điện trở suất bề mặt của vải chống tĩnh điện. Do vải sau nhuộm còn cần thực hiện các bước hoàn tất tiếp theo, để đảm bảo kết quả an toàn nhóm nghiên cứu lựa chọn các thuốc nhuộm thuốc nhóm Synolon của Kisco để thực hiện ghép màu nhuộm. Các thuốc nhuộm được sử dụng bao gồm: Synolon Scarlet  8E-G5; Synolon Rubire  SE-GL; Synolon yellow  SE-4G; Synolon TQ Blue S-GL; Synolon Blue SE-2BR; Synolon Turquoise Blue SGL 200%.Kết quả kiểm tra chất lượng mẫu vải dệt kim nhuộm màu xanh cho thấy các mẫu vải đáp ứng các yêu cầu về độ bền màu và điện trở xuất bề mặt của vải dệt kim chống tĩnh điện. Đơn và quy trình công nghệ trên sẽ được sử dụng để triển khai thực nghiệm nhuộm mẫu lớn tại nhà máy.

Xây dựng công nghệ sản xuất mặt hàng vải dệt thoi chống tĩnh điện để may quần bảo hộ làm việc trong ngành thực phẩm và quần áo bảo hộ làm việc trong ngành điện, điện tử. Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng sợi Ne45/2 TC83/17 đều đạt theo yêu cầu đặt ra của đề tài. Tuy nhiên sợi dẫn điện là sợi carbon pha (sợi Ne45/1 TC65/35 xe với sợi 25D/2 polyeste có chứa hạt carbon, sợi dẫn điện này được nhập khẩu từ Nhật Bản) có chỉ tiêu độ bền tương đối (cN/tex) thấp hơn so với sợi polyeste pha thông thường, nhóm thực hiện đã tiến hành mắc, dệt thử nghiệm (sợi dọc không cần hồ) và nhận thấy vải dệt thoi dệt từ sợi dẫn điện là sợi carbon pha (sợi Ne45/1 TC65/35 xe với sợi 25D/2 polyeste có chứa hạt carbon) vẫn đảm bảo chất lượng, thiết bị dệt đạt hiệu suất cao. Trên cơ sở đã tính toán và lựa chọn các thông số trên, nhóm thực hiện đề tài tiến hành thiết kế mặt hàng vải dệt thoi chống tĩnh điện kẻ sọc (sợi carbon cài theo hướng dọc), Sợi dọc Ne45/2 TC83/17 + Sợi dẫn điện là sợi carbon pha (sợi Ne45/1 TC65/35 xe với sợi 25D/2 polyeste có chứa hạt carbon), sợi ngang  e45/2 TC83/17, với kiểu dệt vân chéo 3/1. Các mẫu thiết kế sử dụng phần mềm tính toán và thiết kế của Công ty cổ phần Viện Nghiên cứu Dệt May.

Bộ quần áo bảo hộ chống tĩnh điện.

Khâu dệt vải, đã dệt trên thiết bị dệt kiếm Gamma - Picanol (Bỉ), có thể  hiết lập các thông số công nghệ và kiểm tra duy trì chính xác trong suốt quá trình dệt nhờ vậy chất lượng vải ổn định, đều đặn. Đã thiết lập các thông số dệt một cách hợp lý: chiều cao miệng vải, sức căng mắc máy, chiều sâu miệng vải sau, góc chập của sợi dọc, thứ tự đặt sợi ngang, sức căng sợi ngang, thời điểm  mở và đóng miệng vải của biên, mức độ nhạy của cơ cấu dò sợi.

Căn cứ theo mẫu vải thiết kế đã lựa chọn, nhóm đề tài triển khai sản xuất thực nghiệm 100 kg vải dệt kim thành phẩm chống tĩnh điện tại Công ty Cổ phần Dệt may Đầu tư Thương mại Minh Thắng.  Nguyên liệu sử dụng là: Sợi polyeste 75D/72 + Sợi dẫn điện là sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2 để may áo bảo hộ làm việc trong ngành thực phẩm.Thiết bị sử dụng là: Máy dệt hai giường kim Lisky Tiến hành mắc sợi lên máy dệt: Xếp 4 quả sợi dẫn điện là sợi polyeste  chứa hạt carbon 25D/2 trên các tổ dệt một mặt: tổ 18, 36, 54, 72. Tổng số tổ dệt của thiết bị dệt là 72 tổ. Tính từ tổ số 1, cứ 17 tổ dệt sợi polyeste 75D/72 sẽ xếp 1 tổ dệt sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2. Tương tự tổng 72 tổ dệt sẽ có 4 tổ dệt sợi polyeste chứa hạt carbon 25D/2, các tổ còn lại dệt sợi  polyeste 75D/72.

Căn cứ theo mẫu vải thiết kế đã lựa chọn, nhóm đề tài triển khai sản xuất thực nghiệm 200 mét vải dệt thoi thành phẩm chống tĩnh điện kẻ sọc (sợi carbon cài theo hướng dọc) tại Công ty Cổ phần Dệt Lụa Nam Định. Nguyên liệu sử dụng là: Sợi dọc Ne45/2 TC83/17 + Sợi dẫn điện là sợi carbon pha (sợi Ne45/1 TC65/35 xe với sợi 25D/2 polyeste có chứa hạt carbon), sợi ngang Ne45/2 TC83/17 để may quần bảo hộ làm việc trong ngành thực phẩm.  Phương án cài sợi carbon pha trên máy mắc phân băng với khoảng cách là 5 mm (sợi carbon cài theo hướng dọc) được lựa chọn để sản xuất thực nghiệm vải dệt thoi mộc chống tĩnh điện.

Khâu dệt vải, đã dệt trên thiết bị dệt kiếm Gamma - Picanol (Bỉ), có thể thiết lập các thông số công nghệ và kiểm tra duy trì chính xác trong suốt quá trình dệt nhờ vậy chất lượng vải ổn định, đều đặn. Đã thiết lập các thông số dệt một cách hợp lý: chiều cao miệng vải, sức căng mắc máy, chiều sâu miệng vải sau, góc chập của sợi dọc, thứ tự đặt sợi ngang, sức căng sợi ngang, thời điểm  mở và đóng miệng vải của biên, mức độ nhạy của cơ cấu dò sợi,... 

Qua đó, nhóm nghiên cứu đánh giá khả năng sản xuất và tiêu thụ sản phẩm vải trên thị trường:  Về sản xuất và cung cấp nguyên liệu: Nguồn nguyên liệu sợi carbon và carbon pha bông được nhập khẩu từ Nhật bản, Trung Quốc... Sợi polyeste và polyeste pha bông hiện nay một số doanh nghiệp kéo sợi  trong nước đã sản xuất được;  Công đoạn dệt vải:  Hiện tại các nhà máy sản xuất vải dệt kim và dệt thoi trong nước cũng đã  được đổi mới nhiều về thiết bị, nhất là máy dệt. Các máy dệt kiếm, dệt nước hay dệt thổi khí đều có tại nhiều nhà máy. Với mặt hàng vải kim và dệt thoi chống tĩnh điện từ sợi carbon và carbon pha bông thì có thể sản xuất được; Công đoạn nhuộm - hoàn tất:  Nhiều nhà máy sản xuất mặt hàng vải dệt kim và dệt thoi đã đầu tư khá đầy đủ các loại máy nhuộm - hoàn tất để xử lý nâng cao chất lượng vải ở các mức độ khác nhau. Đây là điều kiện thuận lợi để nghiên cứu áp dụng công nghệ nhuộm - hoàn tất mới để tạo nên các mặt hàng phù hợp với yêu cầu khách hàng;  Công đoạn may sản phẩm:  Các nhà máy may trong nước ngày càng được đầu tư nhiều máy móc thiết bị may và thiết bị phụ trợ khá hiện đại và có thể sản xuất may các sản phẩm tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Với mặt hàng quần áo bảo hộ chống tĩnh điện cũng có rất nhiều Công ty may đã sản xuất đạt được các yêu cầu chất lượng cao;  Khả năng tiêu thụ sản phẩm vải trên thị trường: Qua khảo sát thị trường trong nước thì nhóm đề tài đã thấy một số ít loại  vải dệt kim và dệt thoi chống tĩnh điện được sản xuất trong nước, số vải còn lại chủ yếu là vải nhập khẩu. Các loại vải đó được sử dụng để may quần áo bảo hộ chống tĩnh điện. Ví dụ công ty Minh Thắng dệt vải dệt kim chống tĩnh điện cung cấp cho khách hàng may áo chống tĩnh điện cho công ty điện tử Samsung, Công ty Dệt Lụa Nam Định sản xuất thử vải dệt thoi chống tĩnh điện theo yêu cầu đặt hàng của công ty Viettel, Công ty may Đức Giang nhập vải dệt thoi chống tĩnh điện để may quần áo bảo hộ chống tĩnh điện. Như vậy hiện nay các nhà máy sản xuất/lắp ráp linh kiện, thiết bị điện tử, thực phẩm,… trong nước đang có nhu cầu vải chống tĩnh điện để may quần áo bảo hộ trang bị cho người lao động.

Trang phục dùng trong ngành điện, điện tử phải đáp ứng yêu cầu về chống tĩnh điện và không bám bụi, đảm bảo độ sạch đồng thời tạo độ thoải mái cho người dùng trong quá trình sử dụng.Sản phẩm quần áo bảo hộ chống tĩnh điện trong ngành thực phẩm và điện, điện tử dành cho đối tượng người được sử dụng là sản phẩm có yêu cầu độ vừa vặn cao ở phần cổ, vai và chiều dài áo. Trên cơ sở số đo kích thước cơ thể, kích thước sản phẩm may sẽ cộng thêm kích thước cử động vào kích thước cơ thể.

Kết quả đề tài là những thông tin tham khảo bổ ích về nguyên liệu sợi để sản xuất vải chống tĩnh điện phục vụ sản xuất quần áo bảo hộ; về trang phục bảo hộ sử dụng vải chống tĩnh điện trong công nghiệp thực phẩm, điện, điện tử; về quy trình công nghệ sản xuất vải dệt kim chống tĩnh điện phù hợp yêu cầu để sản xuất áo bảo vệ chống tĩnh điện; về quy trình công nghệ sản xuất vải dệt thoi chống tĩnh điện phù hợp yêu cầu để sản xuất bộ quần áo bảo vệ chống tĩnh điện và giúp các doanh nghiệp dệt nhuộm trong nước sản xuất được vải chống tĩnh điện cho ngành may, giúp cho ngành may chủ động hơn nguồn cung vải.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ  tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.