Nghiên cứu ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy của vải dệt thoi một lớp

Phạm vi nghiên cứu: Các thông số hình học và cấu trúc vải bao gồm: thứ tự pha cấu tạo, đường kính sợi dọc, đường kính sợi ngang, chiều cao sóng uốn các hệ sợi, độ dày, độ co của vải qua

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN HÙNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHA CẤU TẠO ĐẾN ĐỘ CHỨA ĐẦY

CỦA VẢI DỆT THOI MỘT LỚP

Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT

Hà Nội – Năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN HÙNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHA CẤU TẠO ĐẾN ĐỘ CHỨA ĐẦY

CỦA VẢI DỆT THOI MỘT LỚP

Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS PHAN THANH TUẤN

Hà Nội – Năm 2016

Em xin gửi lời cảm ơn tới Phân Viện Dệt May tại thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được học tập, nghiên cứu, thực nghiệm hoàn thành tốt luận văn

Trong quá trình thực hiện luận văn, em không ngừng học hỏi trau dồi kiến thức, tích cực tìm hiểu tài liệu kết hợp với kiến thức các thầy cô đã truyền đạt về lý thuyết và thực hành Tuy nhiên trong một khoảng thời gian ngắn và bản thân còn nhiều hạn chế trong quá trình nghiên cứu, em rất mong được sự góp ý của quý thầy

cô giáo và các bạn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi, luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.Phan Thanh Tuấn Kết quả nghiên cứu được thực hiện tại Phân Viện Dệt May tại thành phố Hồ Chí Minh

Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn Luận văn không có sự sao chép từ các luận văn khác về những nội dung, hình ảnh cũng như các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn

Người thực hiện

Nguyễn Văn Hùng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI CAM ĐOAN 1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 7

PHẦN MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 10

1.1 Pha cấu tạo của vải 10

1.1.1 Tổng quan về pha cấu tạo 10

1.1.2 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến thông số cấu trúc vải 13

1.1.2.1 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ dày 13

1.1.2.2 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ co 16

1.1.2.3 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến khối lượng một m2 vải 20

1.2 Độ chứa đầy 20

1.2.1 Độ chứa đầy tuyến tính 21

1.2.1.1 Mức độ chứa đầy theo sợi dọc (Ɛd) 21

1.2.1.2 Mức độ chứa đầy theo sợi ngang (Ɛn) 22

1.2.2 Độ chứa đầy diện tích (ES) 22

1.2.3 Độ chứa đầy thể tích 23

1.2.4 Độ chứa đầy khối lượng 24

1.3 Kết luận tổng quan 24

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài 25

2.2 Nội dung nghiên cứu 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu 25

2.3.1 Phương pháp đo pha cấu tạo của vải 25

2.3.2 Phương pháp đo độ dày ( hv ) 26

2.3.3 Phương pháp đo mật độ 28

2.3.4 Phương pháp xác định đường kính sợi 30

2.3.5 Phương pháp đo khối lượng 31

2.3.6 Phương pháp đo chi số sợi: 33

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 34

2.5 Kết luận chương 2 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 36

3.1 Kết quả đo các thông số cấu trúc mẫu vải 36

3.2 Xác định ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích 37

3.2.1 Công thức tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích 37

3.2.2 Quan hệ giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích 46

3.2.3 Ảnh hưởng của mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy thể tích 47

3.2.4 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ chứa đầy thể tích 49

3.3 Xác định ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy khối lượng 50

3.3.1 Công thức tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy khối lượng 50

3.3.2 Quan hệ giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy khối lượng 57

3.3.3 Ảnh hưởng của mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy khối lượng 58

3.3.4 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ chứa đầy khối lượng 60

3.4 Kiểm tra công thức độ chứa đầy thể tích bằng thực nghiệm 61

3.4.1 Công thức độ chứa đầy thể tích đo thực tế vải 61

3.4.2 Kết quả xác định pha cấu tạo 63

3.4.3 Kết quả xác định các biến số ảnh hưởng đến độ chứa đầy thể tích và kiểm nghiệm công thức 64

3.4.4 Tổng kết chương 3 66

KẾT LUẬN 67

KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1: Chiều cao uốn sóng dọc và ngang xét theo mặt phẳng cắt ngang 10

Hình 2 Sơ đồ bố trí sợi trong chín pha cấu tạo của vải 11

Hình 3: Độ dày vải xét trên mặt cắt ngang 14

Hình 4: Sơ đồ xác định độ chứa đầy thẳng và độ chứa đầy diện tích của vải 21

Hình 5: Kính hiển vi Mesdan – lab 26

Hình 6: Dụng cụ đo độ dày vải Mitutoyo – 109 27

Hình 7: Kính soi mật độ 29

Hình 8: Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo – 136 31

Hình 9: Cân Metler AE 240 32

Hình 10: Mặt cắt ngang của vải 36

Đồ thị 1: Độ co sợi dọc phụ thuộc vào thứ tự pha 19

Đồ thị 2: Độ co sợi ngang phụ thuộc vào thứ tự pha 19

Đồ thị 3: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa pha cấu tạo đến khối lượng 1m2 vải 20

Đồ thị 4: Quan hệ giữa pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích 47

Đồ thị 5: Quan hệ giữa mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy thể tích 48

Đồ thị 6: Quan hệ giữa mật độ sợi ngang đến độ chứa đầy thể tích 49

Đồ thị 7: Quan hệ giữa pha cấu tạo đến độ chứa đầy khối lượng 58

Đồ thị 8: Quan hệ giữa mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy khối lượng 59

Đồ thị 9: Quan hệ giữa mật độ sợi ngang đến độ chứa đầy khối lượng 61

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Giá trị chiều cao sóng của sợi dọc và sợi ngang tại các pha cấu tạo khi

đường kính 2 hệ sợi như nhau Xét trường hợp dd= dn= 2r 12

Bảng 2: Giá trị chiều cao sóng của sợi dọc và sợi ngang tại các pha cấu tạo khi đường kính 2 hệ sợi khác nhau Xét trường hợp dd= 4r, dn= 2r 12

Bảng 3: Bảng đặc trưng chín pha cấu tạo của vải và độ dày vải 14

Bảng 4: Bảng đặc trưng các pha cấu tạo vải và độ dày vải 16

Bảng 5: Mật độ sợi 29

Bảng 6: Độ tin cậy theo số lần thí nghiệm 35

Bảng 7: Kết quả đo hd, hn, k, i của mẫu 37

Bảng 8: Quan hệ giữa pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích 46

Bảng 9: Quan hệ giữa mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy thể tích 48

Bảng 10: Quan hệ giữa mật độ sợi ngang đến độ chứa đầy thể tích 49

Bảng 11: Quan hệ giữa pha cấu tạo đến độ chứa đầy khối lượng 57

Bảng 12: Quan hệ giữa mật độ sợi dọc đến độ chứa đầy khối lượng 59

Bảng 13: Quan hệ giữa mật độ ngang đến độ chứa đầy khối lượng 60

Bảng 14: Bảng đo Pd , Pn ,dd , dn. 64

Bảng 15: Kết quả xử lý số liệu 64

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

hd Chiều cao sóng uốn sợi dọc

hn Chiều cao sóng uốn sợi ngang

i Thứ tự pha cấu tạo vải

k Tỉ số giữa chiều cao sóng uốn sợi dọc và chiều cao

sóng uốn sợi ngang TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

ISO Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn hóa

ASTM Tiêu chuẩn Mỹ

PHẦN MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài: Dệt May là một trong số ít các ngành sản xuất của Việt

Nam có lợi thế so sánh và khả năng cạnh tranh với các quốc gia khác Ngành được Chính phủ nhìn nhận và ưu tiên tại bàn đàm phán các Hiệp Định Thương Mại Để đạt được những lợi ích từ các hiệp đinh, ngành công nghiệp dệt may cần tập trung vào tăng cường các thành phần trong chuỗi cung ứng (từ sợi, vải, may mặc) và tạo mối liên kết tốt giữa các khâu sản xuất Điều này sẽ tạo ra động lực để nâng cấp từ phương thức sản xuất tự cung tự cấp, nâng cao giá trị sản phẩm để cạnh tranh với các quốc gia trên thế giới Đồng thời tạo nên chuỗi liên kết khép kín bền vững

Thực trạng ngành dệt may Việt Nam hiện nay, chưa chủ động tạo được nguồn nguyên liệu đạt chất lượng cao phù hợp với yêu cầu sản xuất hàng xuất khẩu Nguyên liệu chủ yếu được nhập khẩu, vải dệt nội địa chưa đáp ứng cho thị trường trong và ngoài nước về mặc chất lượng lẫn giá cả Trong cơ cấu nhập khẩu của ngành, vải chiếm tỉ trọng chủ yếu Bên cạnh đó đội ngũ nhân sự có kỹ năng và lành nghề về kỹ thuật trong lĩnh vực dệt, nhuộm còn thiếu hụt Thách thức toàn cầu đã đặt các nhà sản xuất dệt may Việt Nam dưới áp lực cạnh tranh lớn hơn, đòi hỏi các nhà cung cấp phải có khả năng cho ra các sản phẩm và dịch vụ với chất lượng ngày càng cao, giá thành cạnh tranh

Do vậy, các doanh nghiệp dệt may Việt Nam, đặc biệt là Tập đoàn Dệt May Việt Nam trong những năm qua đang dịch chuyển dần từ gia công với tỷ trọng nhập khẩu nguyên liệu cao sang hình thức sản xuất tự chủ nguyên liệu và sản xuất trọn gói kèm thiết kế để đáp ứng yêu cầu người mua và tạo giá trị gia tăng cao hơn Để làm được điều đó chúng ta cần phải chú trọng tập trung nghiên cứu nâng cao năng xuất và cải thiện chất lượng xơ sợi và kỹ thuật dệt để cung cấp nguồn nguyên liệu đạt chất lượng cho ngành may mặc

Chính vì lý do đó đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy của vải dệt thoi một lớp” với mong muốn giúp nhà sản xuất hiểu rõ hơn về cấu

trúc vải, từ đó thiết kế vải có cấu trúc tối ưu theo yêu cầu của thị trường, nâng cao chất lượng vải nội địa đáp ứng xu thế phát triển của ngành dệt may Việt Nam

Mục tiêu nghiên cứu: là tìm ra ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy

của vải từ đó tạo ra được cấu trúc vải tối ưu theo yêu cầu và mục đích sử dụng

Đối tượng nghiên cứu: Là vải dệt thoi một lớp

Phạm vi nghiên cứu: Các thông số hình học và cấu trúc vải bao gồm: thứ tự

pha cấu tạo, đường kính sợi dọc, đường kính sợi ngang, chiều cao sóng uốn các hệ sợi, độ dày, độ co của vải qua từng pha cấu tạo, mối liên hệ của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích, độ chứa đầy khối lượng

Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu,

phương pháp đo các thông số cấu trúc của vải, phương pháp xử lý số liệu thống kê Nghiên cứu xây dựng và khảo sát lý thuyết công thức xác định độ chứa đầy thể tích

và độ chứa đầy khối lượng của vải dệt thoi một lớp Kiểm tra kết quả nghiên cứu bằng thực nghiệm Sử dụng phần mềm Microsoft excel trong các quá trình tính toán, xử lý số liệu và vẽ đồ thị

Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản: Luận văn đã xây dựng và khảo sát

sự ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích và độ chứa đày khối lượng của vải dệt thoi một lớp, xác định được quan hệ giữa mật độ sợi dọc và mật độ sợi ngang với độ chứa đầy, xây dựng được công thức thực nghiệm xác định độ chứa đầy thể tích thông qua đó tiến hành kiểm tra so sánh kết quả tính toán giữa công thức lý thuyết và công thức thực nghiệm trên cơ sở số liệu của một loại vải Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa trong việc thiết kế cấu trúc vải theo các thông số yêu cầu cho trước về độ chứa đầy thể tích và độ chứa đầy khối lượng

Nội dung của luận văn: Bao gồm ba chương:

Chương 1: Tổng quan các vấn đề cần nghiên cứu

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Luận văn đã xác định được ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể

tích và độ chứa đầy khối lượng của vải dệt thoi một lớp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU

1.1 Pha cấu tạo của vải

1.1.1 Tổng quan về pha cấu tạo

Sợi dọc và sợi ngang trong vải được đan với nhau theo nhiều tư thế uốn cong, đồng thời sợi bị ép tại vị trí tiếp xúc Vì vậy khi nghiên cứu mặt cắt ngang của vải Giáo sư Novikov đã đề nghị phân quy ước thành 9 pha cấu tạo và pha bổ sung là pha 0 [4] [7]

Pha thứ nhất ứng với trường hợp sợi dọc duỗi thẳng hoàn toàn và sợi ngang uốn cong tối đa (hd = 0 còn hn = dd + dn) Ngược lại trong trường hợp pha thứ chín sợi ngang duỗi thẳng hoàn toàn và sợi dọc uốn cong tối đa (hd = dd + dn và hn = 0) Các pha cấu tạo trung gian tính từ pha 2 đến pha 8, được quy ước bằng cách tăng độ cao hd của sóng uốn sợi dọc một đại lượng xác định và giảm độ cao hn của sóng uốn sợi ngang một đại lượng là D/8 tính từ pha thứ nhất

Pha cấu tạo đặc trưng bởi tỉ số hd /hn, là quan hệ chiều cao sóng uốn sợi dọc

hd và sóng uốn sợi ngang hn

Trong đó:

- D là tổng đường kính sợi dọc với đường kính sợi ngang

- Chiều cao sóng uốn của sợi dọc hd: là độ cao của tâm sợi dọc ở chân bước sóng đến tâm sợi dọc ở đỉnh của bước sóng (hình 1)

- Chiều cao sóng uốn của sợi ngang hn: là độ cao của tâm sợi ngang ở chân bước sóng đến tâm sợi ngang ở đỉnh của bước sóng (hình 1)

Hình 1: Chiều cao uốn sóng dọc và ngang xét theo mặt phẳng cắt ngang

Pha cấu tạo vải ảnh hưởng đến các tính chất và đặc biệt ảnh hưởng đến mặt tiếp xúc, đến độ bền mài mòn của vải

Đặc trưng các pha cấu tạo của vải: (hình 2)

Hình 2 Sơ đồ bố trí sợi trong chín pha cấu tạo của vải [2]

Bảng 1: Giá trị chiều cao sóng của sợi dọc và sợi ngang tại các pha cấu tạo khi

đường kính 2 hệ sợi như nhau Xét trường hợp d d = d n = 2r [2]

Bảng 2: Giá trị chiều cao sóng của sợi dọc và sợi ngang tại các pha cấu tạo khi

đường kính 2 hệ sợi khác nhau Xét trường hợp d d = 4r, d n = 2r [2]

của sợi dọc và sợi ngang bằng hằng số và bằng tổng hai đường kính sợi dọc và sợi ngang Sức căng sợi dọc, sợi ngang là nhân tố chính làm cho vải có trạng thái cấu tạo này hay cấu tạo khác Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ này đến trạng thái hình học của vải chưa được xác định và điểm hạn chế nữa của công trình này là tác giả đã coi sợi dọc và sợi ngang là hình trụ, trong thực tế không thể đạt được

Theo đề xuất phương pháp xác định pha cấu tạo vải của “Nghiên cứu ảnh

hưởng của cấu trúc hình học của vải đến thông số cấu trúc vải dệt thoi một lớp” của

Ths Phạm Thị Quỳnh Hương ta đo pha cấu tạo vải theo công thức:[8]

với Trong đó:

i – thứ tự pha cấu tạo

hd - chiều cao uốn sóng sợi dọc (mm)

hn - chiều cao uốn sóng sợi ngang (mm)

Ý nghĩa pha cấu tạo vải:[3]

+ Pha cấu tạo và các tính chất cơ lý của vải có liên quan chặc chẽ với nhau,

nó không chỉ ảnh hưởng đến tính chất cơ lý mà còn ảnh hưởng đến các thông số cấu trúc của vải cũng như tính chất bề mặt vải

+ Vải trong quá trình sử dụng bị mài mòn nhiều nhất ở những vị trí mà phần sợi dọc và sợi ngang nhô lên trên mặt vải

1.1.2 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến thông số cấu trúc vải

1.1.2.1 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ dày

Độ dày vải được xác định bằng khoảng từ giữa từ mặt trên và mặt dưới của vải theo phương thẳng đứng

Độ dày vải một lớp phụ thuộc vào thứ tự pha cấu tạo và kích thước sợi trong vải.[2]

Hình 3: Độ dày vải xét trên mặt cắt ngang

Độ dày vải hv theo pha cấu tạo i được tính theo công thức: [8]

| | (1.1)

Với o được tính theo công thức:

Bảng 3: Bảng đặc trưng chín pha cấu tạo của vải và độ dày vải [2]

Thứ tự pha Chiều cao sóng uốn (đơn vị r) Tỷ số Độ dày vải

Bảng 3 thể hiện mối quan hệ giữa chiều cao sóng uốn sợi dọc và sợi ngang, tỉ

số chiều cao sóng uốn và độ dày vải

+ Trường hợp vải thuộc pha V khi đó độ dày vải bé nhất bằng 4r

+ Trường hợp vải thuộc pha I và IX khi đó độ dày vải lớn nhất 6r

+ Các pha còn lại, độ dày vải có giá trị từ 4,5r đến 5,5r

Bảng 4: Bảng đặc trưng các pha cấu tạo vải và độ dày vải [2]

Thứ tự pha Chiều cao sóng uốn (đơn vị r) Tỷ số Độ dày vải

Bảng 4 nêu lên các đặc trưng của 9 pha và một pha bổ sung, pha 0

+ Tại pha 0 vải có độ dày tối thiểu bằng 6r (dd + dn = 6r), chiều cao sóng uốn dọc bằng 2r (hd = 2r) và chiều cao sóng uốn sợi ngang bằng 4r (hn = 4r)

+ Xét theo chiều cao sóng uốn tương ứng ta thấy pha 0 nằm giữa pha III và

IV

1.1.2.2 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ co

Theo tài liệu “cấu tạo và thiết kế vải” [1] độ co của sợi trong vải được định nghĩa và xác định như sau:

Do lực tác dụng qua lại giữa hệ thống sợi dọc và hệ thống sợi ngang trong quá trình dệt vải dẫn đến sợi bị uốn cong Chính điều này tạo nên sự sai lệch giữa chiều dài sợi đi vào vải và chiều dài vải hình thành

Độ co sợi dọc trong vải là sự chênh lệch giữa chiều dài sợi dọc được dệt và chiều dài vải

Độ co sợi ngang trong vải là sự chênh lệch giữa chiều dài sợi ngang đặt vào miệng vải và chiều rộng vải

Độ co sợi dọc và độ co sợi ngang được biểu diễn bằng phần trăm

Tỷ lệ co của sợi dọc và của sợi ngang xác định theo công thức:

(1.2)

Trong đó:

a – độ co sợi dọc hoặc sợi ngang trong vải tính theo phần trăm

L – chiều dài sợi trong vải (cm)

L1 – chiều dài vải (cm) Việc xác định độ co sợi là điều rất quan trọng trong công nghệ dệt, vì chúng ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất của vải và giá thành sản xuất vải

Độ co sợi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

- Loại sợi, dạng sợi dùng để dệt vải và khả năng biến dạng dưới tác dụng của các ngoại lực

- Kiểu đan giữa sợi dọc và sợi ngang Sợi dọc và sợi ngang uốn cong càng nhiều trên đơn vị chiều dài thì độ co của chúng trong vải càng lớn Kiểu dệt vân điểm có số lần uốn cong của sợi dọc và sợi ngang là nhiều nhất dẫn đến chúng có độ

- Lực căng sợi dọc càng lớn trong quá trình dệt thì độ co sợi dọc càng giảm

và độ co sợi ngang càng tăng trong vải và ngược lại

Vì vậy: Ta thấy tất cả các yếu tố chính mà kết cấu vải phụ thuộc làm thay đổi độ

uốn sợi và do đó, thay đổi độ co sợi trong vải

Theo đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc hình học của vải đến thông số cấu trúc vải dệt thoi một lớp” [8] tác giả đã chứng

minh được công thức tính độ co sợi dọc và độ co sợi ngang như sau:

(1.3)

Như vậy: Độ co sợi dọc, sợi ngang phụ thuộc vào đường kính sợi dọc, đường kính sợi ngang, kiểu dệt và thứ tự pha

Đồ thị độ co dọc có dạng như sau:

Đồ thị 1: Độ co sợi dọc phụ thuộc vào thứ tự pha

Đồ thị thể hiện: tại vị trí pha 1 độ co sợi dọc gần như bằng 0 và tại vị trí pha

9 độ co sợi dọc đạt giá trị lớn nhất Độ co sợi dọc tăng dần theo thứ tự pha theo đường cong phi tuyến Độ co sợi dọc tăng dần theo thứ tự pha vì khi thứ tự pha tăng thì sợi dọc bị uốn càng nhiều

Đồ thị độ co sợi ngang có dạng như sau:

Đồ thị 2: Độ co sợi ngang phụ thuộc vào thứ tự pha

Đồ thị thể hiện: độ co sợi ngang giảm dần từ pha 1 đến pha 9, vì khi sợi dọc uốn nhiều lên thì sợi ngang lại duỗi thẳng ra Độ co sợi ngang lớn nhất ở pha 1và nhỏ nhất ở pha 9, đồ thị có hình cong phi tuyến

1.1.2.3 Ảnh hưởng của pha cấu tạo đến khối lượng một m 2 vải

Theo đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc hình học của vải đến thông

số cấu trúc vải dệt thoi một lớp” [8] tác giả đã chứng minh được:

Đồ thị 3: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa pha cấu tạo đến khối lượng 1m 2 vải [8]

Đồ thị thể hiện: giá trị G giảm dần đến giá trị nhỏ nhất sau đó tăng trở lại theo đường phi tuyến Thứ tự pha tối ưu trên quan điểm khối lượng 1m2 vải nhỏ nhất là từ i = 4 đến 7, giá trị tối ưu nằm giữa khoảng i = 5 đến 6

1.2 Độ chứa đầy

Độ chứa đầy đặc trưng cho mức độ chứa xơ hoặc sợi trong vải bao gồm: độ chứa đầy thẳng, độ chứa đầy diện tích, độ chứa đầy thể tích, độ chứa đầy khối lượng.[7]

Độ chứa đầy ảnh hưởng nhiều đến tính chất của vải, độ chứa đầy nhỏ vải sẽ mỏng, mềm uốn, làm tăng tính chất thẩm thấu không khí và tính dẫn nhiệt của vải Ngược lại, khi tăng mật độ, độ chứa đầy của vải sẽ làm tăng liên kết giữa xơ và sợi, làm tăng khối lượng và độ bền của vải nhưng đồng thời làm giảm tính thẩm thấu không khí và tính chất dẫn nhiệt của vải, khi đó độ chứa đầy rất lớn vải sẽ cứng và

nặng Từ ý nghĩa đó cần dệt các loại vải với độ chứa đầy khác nhau cho phù hợp với việc sử dụng vải trong thực tế, cũng như phù hợp với mùa thời tiết

Hình 4: Sơ đồ xác định độ chứa đầy thẳng và độ chứa đầy diện tích của vải [7]

Trong đó:

a - khoảng cách giữa các trục của sợi dọc nằm sát cạnh nhau (mm)

b - khoảng cách giữa các trục của sợi ngang nằm sát cạnh nhau (mm)

Pd – mật độ sợi dọc (sợi/10cm)

Pn – mật độ sợi ngang (sợi/10cm)

dd – đường kính sợi dọc (mm)

dn – đường kính sợi ngang (mm)

1.2.1 Độ chứa đầy tuyến tính

Độ chứa đầy tuyến tính không lệ thuộc kiểu dệt cũng như số sợi trong rappo của vải.[4]

1.2.1.1 Mức độ chứa đầy theo sợi dọc (Ɛd )

Mức độ chứa đầy của vải theo sợi dọc là tỷ số diện tích của vải bị sợi dọc chiếm so với toàn bộ diện tích vải.[4]

Xét theo sợi dọc ta có mức độ chứa đầy Ɛd:

Ɛ

Như vậy độ chứa đầy theo sợi dọc tính bằng %:

Ɛ (%) (1.5) Trong đó:

Ɛd – mức độ chứa đầy theo hướng sợi dọc

Pd - mật độ sợi dọc (sợi/10cm)

Ed - độ chứa đầy tính theo sợi dọc (%)

dd - đường kính sợi dọc (mm)

a - khoảng cách giữa các trục của sợi dọc nằm sát cạnh nhau (mm)

Mức độ chứa đầy của vải theo sợi ngang là tỷ số diện tích của vải bị sợi ngang chiếm so với toàn bộ diện tích vải.[4]

Xét theo sợi ngang ta có mức độ chứa đầy Ɛn:

Ɛn – mức độ chứa đầy theo hướng sợi ngang

Pn - mật độ sợi ngang (sợi/10cm)

En - độ chứa đầy tính theo sợi ngang (%)

dn - đường kính sợi ngang (mm)

b - khoảng cách giữa các trục của sợi ngang nằm sát cạnh nhau (mm) Như vậy: Thứ tự pha cấu tạo không ảnh hưởng đến độ chứa đầy tuyến tính của vải

1.2.2 Độ chứa đầy diện tích (ES )

Mức độ chứa đầy diện tích được xác định bằng tỷ số giữa diện tích mà hai hệ sợi (sợi dọc và sợi ngang) chiếm trên toàn bộ diện tích của vải

Mức độ chứa đầy diện tích của vải được tính nhu sau:

Ɛs = Ɛd + Ɛn - Ɛd Ɛn(1.8)

Độ chứa đầy diện tích của vải được tính bằng % như sau:

Es = 100 Ɛs = Ed + En – 0,01 Ed.En (%) (1.9)

Trong đó:

ES - độ chứa đầy diện tích (%)

Ed – độ chứa đầy thẳng theo hướng sợi dọc (%)

En – độ chứa đầy thẳng theo hướng sợi ngang (%)

Ɛs – mức độ chứa đầy diện tích Như vậy: Thứ tự pha cấu tạo không ảnh hưởng đến độ chứa đầy diện tích của vải

1.2.3 Độ chứa đầy thể tích

Độ chứa đầy thể tích xác định bằng quan hệ giữa thể tích của sợi trong vải

Vs với toàn bộ thể tích của vải VT [7]

(1.10) Nếu mẫu vải có thể tích VT = L.B.b (mm3) thể tích sợi bằng Vs (mm3) lúc đó

khối lượng của sợi hiển nhiên bằng khối lượng G của mẫu

Khi khối lượng thể tích của sợi dọc và sợi ngang bằng nhau, lúc đó:

(1.11)

Từ đó: (1.12)

Khối lượng thể tích của vải bằng:

và (1.13) Như vậy:

=

100 (%) (1.14) Khối lượng thể tích của mẫu vải xác định bằng công thức:

Trong đó:

G – khối lượng của mẫu vải (g)

L – chiều dài của mẫu vải (mm)

B – chiều rộng của mẫu vải (mm)

b – bề dày của mẫu vải (mm)

Nếu biết khối lượng 1 m2 vải là G1 (g/m2) lúc đó L =1000 mm, B = 1000 mm

(mg/mm3) (1.16)

1.2.4 Độ chứa đầy khối lượng

Độ chứa đầy khối lượng [7] xác định bằng công thức quan hệ giữa khối lượng

G của sợi trong vải với khối lượng lớn nhất Gmax của sợi với điều kiện khi toàn bộ thể tích của vải chứa đầy vật chất tạo bởi xơ hoặc sợi, do đó:

(1.17)

(1.18) Trong đó:

– khối lượng riêng vật chất tạo nên xơ hoặc sợi (mg/mm3)

1.3 Kết luận tổng quan

Qua tổng quan nghiên cứu tài liệu ta thấy một số vần đề như sau:

Thứ tự pha là thông số quan trọng không những ảnh hưởng đến các thông số cấu trúc vải mà còn ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý của vải, vì vậy khi thiết kế vải cần phải tính toán đến thứ tự pha để đáp ứng các yêu cầu sử dụng

Độ chứa đầy của vải gồm: độ chứa đầy tuyến tính, độ chứa đầy diện tích, độ chứa đầy thể tích và độ chứa đầy khối lượng, tuy nhiên pha cấu tạo không ảnh hưởng đến độ chứa đầy tuyến tính và độ chứa đầy diện tích của vải

Từ đó đặt ra nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là: ảnh hưởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích và độ chứa đầy khối lượng của vải dệt thoi một lớp

CHƯƠNG 2:

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Vải dệt thoi một lớp

- Kiểu dệt vân điểm

- Thành phần: 100% polyester

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Xây dựng mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích

- Xây dựng mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy khối lượng

- Kiểm tra kết quả nghiên cứu bằng thực nghiệm

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan tài liệu, xây dựng công thức

- Kiểm tra, chứng minh công thức kết quả nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm

- Xác định các thông số cấu trúc của vải bằng phương pháp thí nghiệm dựa trên tiêu chuẩn TVCN, ISO, ASTM, tại phòng thí nghiệm Phân Viện Dệt may tại thành phố Hồ Chí Minh trên các thiết bị được trình bày cụ thể trong từng phương pháp

- Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft excel

- Sau đây là các phương pháp xác định các thông số bằng thực nghiệm

2.3.1 Phương pháp đo pha cấu tạo của vải

Theo nghiên cứu tổng quan (mục 1.1.1.) pha cấu tạo vải được đo theo công thức:

với

Ta có các biến số ảnh hưởng đến pha cấu tạo là hd và hn

Phương pháp xác định chiều cao sóng uốn sợi dọc (hd) và sợi ngang (hn) được xác định trên mặt cắt ngang của vải

Các bước tiến hành đo hd và hn theo mô hình mặt cắt ngang của vải.[1]

Dụng cụ thí nghiệm:

Mẫu vải

- Kính hiển vi Mesda – lab

- Máy tính kết nối với kính hiển vi

- Tiến hành xác định chiều cao của sợi hd và hn

- Đo chiều cao uốn sóng hd và hn (mesdan video analyser  file  load image  open  measure  radius and area of circle  linear distance  kết quả (hd và hn)

- Kết quả đo được hiển thị bằng hình ảnh trong máy

- Từ số liệu đo trên máy tính (hd và hn)  k  i

Hình 5: Kính hiển vi Mesdan – lab

Độ dày vải là khoảng cách giữa mặt trên và mặt dưới của vải được đo theo chiều thẳng đứng giữa mặt đĩa dưới và mặt đĩa ép trên dưới một áp lực tác dụng

nhất định và được biểu thị bằng mm

Phương pháp đo độ dày của vải tuân theo tiêu chuẩn độ dày của vải ASTM D 1777-75

Dụng cụ thí nghiệm:

- Dụng cụ đo độ dày Mitutoyo – 109

- Tùy thuộc vào loại nguyên liệu đo độ dày mà dùng chân ép có diện tích đo thích hợp

- Độ dày lớn nhất: 12,318 mm

- Khoảng đọc: 0,001 mm

- Đồng hồ bấm giây

Hình 6: Dụng cụ đo độ dày vải Mitutoyo – 109

Điều kiện thử nghiệm:

Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định

R = 65  4% , t = 20  20C không ít hơn 24h

Tiến hành thử nghiệm:

- Cắt 10 mẫu thử có diện tích lớn hơn mặt đĩa đo ít nhất 20% và cách biên vải một khoảng tối thiểu là 1/10 khổ vải

- Bật nút mở máy sang vị trí ON

- Chỉnh đồng hồ về mức 0 trước khi đo

- Nhấc chân ép ra một khoảng cách đủ cho mẫu thử vào giữa

- Đặt mẫu thử vào giữa chân ép và đế đỡ mẫu

- Thả chân ép xuống mẫu thử, ghi kết quả trên màn hình máy trong vòng 5 đến 6 giây

2.3.3 Phương pháp đo mật độ

Đối với vải dệt thoi:

- Mật độ sợi dọc: Là số sợi dọc có trên 10 cm theo chiều ngang vải

- Mật độ sợi ngang: Là số sợi ngang có trên 10 cm theo chiều dọc vải

- Các bước tiến hành đo mật độ vải tuân theo tiêu chuẩn: ISO 7211-2-84

- Mật độ sợi dọc: Đếm ít nhất tại ba vị trí trên mẫu thử

- Mật độ sợi ngang: Đếm ít nhất tại bốn vị trí trên mẫu thử

Vị trí đếm:

- Phải phân bổ đều mẫu và cách biên không ít hơn 5cm

- Không đếm tại các vị trí có lỗi

- Không đếm trùng hệ sợi

Chiều dài đếm: phụ thuộc vào mật độ sợi bảng 5

Phương pháp đếm:

Đếm bằng kính soi mật độ:

- Đặt thước đo của kính vuông góc với hệ sợi cần đếm sao cho điểm trong của thước nằm đúng giữa khe của 2 sợi kề nhau Tiến hành đếm theo chiều dài qui định của bảng 5, nếu cuối cùng có nửa sợi trở lên thì tính là một sợi

- Sau đó dùng kim tách các đầu sợi để đếm số sợi có trong chiều dài qui định trên

- Có thể chia thành từng nhóm 10 sợi một

- Tổng số sợi bằng số nhóm x 10 + với số sợi dư

Kiểm tra việc ghi chép số liệu thử:

Số liệu thử nghiệm và điều kiện môi trường thử được ghi ở biểu mẫu Ghi vào biểu mẫu các vấn đề sau:

- Kết quả tính toán cuối cùng: Mật độ sợi của mẫu là trung bình cộng các kết quả xác định mật độ tại các vị trí đếm Mật độ sợi được tính chính xác đến 0,1 sợi

và kết quả quy tròn đến một sợi

- Ghi chú các bất thường đối với kết quả và nhận xét

2.3.4 Phương pháp xác định đường kính sợi

Đường kính của sợi tính bằng mm được đo bằng khoảng cách giữa mặt đĩa dưới và mặt đĩa trên

Các bước tiến hành xác định đường kính sợi tuân theo tiêu chuẩn: TCVN 5241- 90

Dụng cụ thí nghiệm:

- Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo – 136

- Thước đo chiều dài: có vạch chia tới 0,5mm

Ghi số đo đọc được trên đồng hồ sau 30 giây

Hình 8: Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo – 136

2.3.5 Phương pháp đo khối lượng

Khối lượng 1m vải (g/m): là khối lượng một mảnh vải có chiều dài 1m và

Khối lượng thực tế của 1m hay 1m2

vải là khối lượng của vải ở điều kiện độ

- Dưỡng để đánh dấu mẫu (10x10)cm bằng inox

- Thước thẳng khắc vạch đến 1mm, chiều dài 1m

- Thước êke

- Cân Metler lấy thang đo có độ chính xác 0,01mg

- Xác định khối lượng 1m2 vải không biên hoặc (mẫu thử  ½ m):

+ Dùng dưỡng 10x10cm đánh dấu bằng bút chì trên mẫu ban đầu tại 5 vị trí

và dùng kéo cắt Ta có 5 mẫu thử

Yêu cầu:

+ Mẫu thử có kích thước bằng 10x10cm

+ Mẫu thử cần cách biên không ít hơn 10cm

+ Vị trí các mẫu thử không được trùng hệ sợi dọc, hệ sợi ngang

- Xác định khối lượng 1m2 vải có biên:

+ Đặt thước vuông góc với biên vải, điểm 0 của thước trùng mép ngoài biên vải

+ Dùng thước đo đến 1m vải, đánh dấu 1m chiều dài

+ Dùng kéo cắt đường đánh dấu để lấy mẫu thử có chiều dài 1m

Yêu cầu:

+ Mẫu thí nghiệm có kích thước: 1m x chiều rộng là toàn bộ khổ vải

Tiến hành thí nghiệm:

- Mẫu thử cắt từ dưỡng đem cân trên cân Melter

- Mẫu thử có kích thước: 1m x chiều rộng đem cân trên cân Ohaus

Tính toán kết quả:

Khối lượng 1m2 vải không biên:

M1 = 100 x m1 (g/m2) (2.1) Trong đó: m1 = khối lượng mẫu thử không có biên (g)

Số liệu thử nghiệm và điều kiện môi trường thử được ghi vào biểu mẫu Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của số lần thử Khi tính toán lấy độ chính xác đến 0,01mg

2.3.6 Phương pháp đo chi số sợi:

Chi số sợi là một đại lượng đặc trưng cho kích thước của sợi được biểu thị bằng chiều dài/đơn vị khối lượng

Chi số sợi thực tế: Là chi số được xác định ở độ ẩm thực tế của sợi

Chi số sợi qui chuẩn: Là chi số được qui về theo độ ẩm chuẩn qui định cho loại sợi đó

Các bước tiến hành xác định chi số sợi tuân theo tiêu chuẩn ISO 7211-5-84