Xác định ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến một số tính chất cơ lý của vải vân điểm .... Mục đích nghiên cứu của luận văn Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xác định sự ảnh hưởng của
Trang 1LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Giần Thị Thu Hường, người thầy đã tận tâm hướng dẫn, động viên và khuyến khích tôi hoàn thành luận văn Lời cảm ơn thứ hai tôi xin chân thành gửi tới các Thầy, Cô giáo Viện Sau Đại học, Viện Dệt may - Da giày và Thời trang Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Lương Thị Công Kiều phó Giám đốc trung tâm
và các Anh, Chị ở trung tâm thí nghiệm Dệt may phân viện Dệt may tại Tp.HCM đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, thực hiện những thí nghiệm của đề tài Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các Thầy Cô giáo trong Khoa Công nghệ Dệt may – Trường Cao Đẳng Công thương Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài
Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơn tới gia đình những người đã cùng chia sẻ, động viên, tạo mọi điều kiện để tôi yên tâm hoàn thành luận văn
Người thực hiện
Huỳnh Thị Thu Ba
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, toàn bộ nội dung được trình bày trong luận văn đều do tác giả
tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Giần Thị Thu Hường Kết quả nghiên cứu luận văn được thực hiện tại Trung tâm thí nghiệm Dệt may – Phân viện Dệt may tại Thành Phố Hồ Chí Minh
Tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn không có sự sao chép từ những luận văn khác
TP.HCM, Ngày 27 tháng 10 năm 2016
Huỳnh Thị Thu Ba
Trang 3MỤC LỤC
Lời cảm ơn 1
Lời cam đoan 2
Mục lục 3
Danh mục các bảng biểu 7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị 8
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan 14
1.1 Vải dệt thoi 14
1.1.1 Thành phần cấu tạo 15
1.1.1.1 Các đặc tính của xơ bông 16
1.1.1.2 Các đặc tính của xơ pes 17
1.1.1.3 Các đặc tính của sợi pha polyester/bông (cotton) 19
1.1.2 Cách bố trí sợi trong vải 20
1.1.3 Hình thức liên kết các sợi trong vải 22
1.2 Vải vân điểm 25
1.2.1 Một số kiểu dệt vân điểm 26
1.2.2 Mô hình hình học của vải vân điểm 28
1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vải vân điểm 32
1.2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến một số đặc tính cơ lý của vải vân điểm 33
1.2.3.2 Ảnh hưởng của thông số công nghệ dệt đến một số tính chất cơ lý của vải vân điểm 34
1.3 Kết luận 38
Chương 2: Nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 39
2.1 Nội dung nghiên cứu 39
2.2 Đối tượng nghiên cứu 39
Trang 42.3 Phương pháp nghiên cứu 40
2.3.1 Phương pháp phân tích cấu trúc hình học của vải dệt thoi 40
2.3.2 Phương pháp xác định mật độ sợi dọc, mật độ sợi ngang của vải dệt thoi 42
2.3.3 Phương pháp xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt tương đối của vải vân điểm 44
2.3.4 Phương pháp xác định sự thay đổi kích thước sau giặt của vải dệt thoi 46
2.3.5 Phương pháp xác định độ bền xé rách của vải 48
2.3.6 Phương pháp xác định góc hồi phục của vải vân điểm 49
2.3.7 Phương pháp xác định độ thoáng khí của vải 51
2.3.8 Phương pháp xử lý số liệu 54
2.3.8.1 Phương pháp bình phương cực tiểu 54
2.3.8.2 Phần mềm trợ giúp xử lý số liệu 56
2.4 Kết luận 57
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận 58
3.1 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến cấu trúc vải 58
3.1.1 Kích thước khổ rộng của vải 58
3.1.2 Mật độ sợi dọc, mật độ sợi ngang của vải 59
3.1.3 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến cấu trúc hình học của vải 61
3.2 Xác định ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến một số tính chất cơ lý của vải vân điểm 65
3.2.1 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ bền kéo đứt của vải 65
3.2.2 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ giãn đứt của vải vân điểm 67
3.2.3 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ bền xé của vải vân điểm 69
3.2.4 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ co sau giặt của vải vân điểm 70
3.2.5 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến khả năng kháng nhàu của vải 72
Trang 53.2.6 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ thoáng khí của vải vân điểm 74
Kết luận 76
Tài liệu tham khảo……….78
Phụ lục……… …80
Trang 6DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASTM (American Society for Testing and Material): Tổ chức nghiên cứu đánh giá
vật liệu Hoa Kỳ
CAGR: Tốc độ tăng trưởng hàng năm kép
CMT: Gia công từ nguyên phụ liệu bên đặt hàng cung cấp
ODM: Thiết kế trên ý tưởng có sẵn, sản xuất
OBM: Tự thiết kế, sản xuất, phân phối
FDI: Đầu tư trực tiếp nước ngoài
TPP: Hiệp định Đối tác Kinh tế Chiến lược xuyên Thái Bình Dương
FTA: Hiệp định Thương mại tự do
Đktc: Điều kiện tiêu chuẩn
a d , a n : Độ co dọc, độ co ngang (%)
D: Tổng chiều cao sóng uốn của sợi trong vải (μm)
ρ 1 , ρ 2: Mật độ dọc hình học của các sợi dọc và mật độ ngang hình học của các sợi ngang (μm)
ε d , ε n : Độ giãn đứt dọc, độ giãn đứt ngang (%)
P d , P n : Mật độ sợi dọc, mật độ sợi ngang
P đd , P đn : Độ bền kéo đứt theo chiều dọc, độ bền kéo đứt theo chiều ngang
P xd , P xn : Độ bền xé theo chiều dọc, độ bền xé theo chiều ngang
Trang 7DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Kết quả đo độ thoáng khí của vải vân điểm có thành phần
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của vải vân điểm 1/1 43 Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cơ lý của sợi Ne 20 CD PeCo 83/17 44 Bảng 2.3 Quy định chiều rộng mẫu thử theo mật độ sợi 48 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của máy Air Tronic 3240 58
Bảng 2.6 Bảng chỉ dẫn cài đặt thông số kỹ thuật 59 Bảng 3.1 Kết quả kiểm tra khổ rộng vải sau giũ hồ 65 Bảng 3.2 Kết quả xác định mật độ sợi của vải vân điểm 1/1 67 Bảng 3.3 Các thông số hình học vải vân điểm 1/1 71 Bảng 3.4 Kết quả xác định độ bền kéo đứt của vải vân điểm 1/1 73 Bảng 3.5 Độ giãn đứt tương đối của vải vân điểm 1/1 76
Bảng 3.7 Kết quả xác định kích thước sau giặt của vải vân điểm 1/1 80 Bảng 3.7 Kết quả xác định góc hồi nhàu của vải vân điểm 1/1 82 Bảng 3.8 Kết quả xác đinh độ thoáng khí của vải vân điểm 1/1 84
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.7 Sơ đồ một đơn vị diện tích của vải để tính độ chứa đầy và độ
Hình 1.13 Bản vẽ mắc vải của kiểu dệt vân điểm 1/1 28 Hình 1.14 Kiểu dệt vân điểm tăng dọc đơn và tăng dọc phức 29 Hình1.15 Kiểu dệt vân điểm tăng ngang đơn và tăng ngang phức 29
Hình 1.20 Hình dáng mặt cắt ngang của sợi trong vải dệt thoi vân điểm 34 Hình 1.21 Biểu đồ thể hiện độ thoáng khí của vật liệu 36 Hình 1.22 Ảnh hưởng của sức căng sợi với độ bền đứt theo hướng dọc 38 Hình 1.23 Ảnh hưởng của sức căng sợi với độ bền đứt theo hướng sợi
Trang 9Hình 1.24 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ bền xé của vải dệt
Hình 2.5 Cách lấy mẫu thử độ bền kéo đứt, độ giãn đứt 50
Hình 2.13 Máy đo độ thoáng khí Air Tronic 3240 (Ý) 58
Hình 3.1 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến khổ rộng vải vân
Hình 3.2 Sự thay đổi mật độ ngang Pn, mật độ sợi dọc Pd của vải vân
Hình 3.3 Mặt cắt ngang theo chiều sợi dọc của mẫu M42 69 Hình 3.4 Mặt cắt ngang theo chiều sợi dọc của mẫu M46 69 Hình 3.5 Mặt cắt ngang theo chiều sợi dọc của mẫu M50 70 Hình 3.6 Mặt cắt ngang theo chiều sợi ngang của mẫu M42 70 Hình 3.7 Mặt ngang theo chiều sợi ngang của mẫu M46 70 Hình 3.8 Mặt ngang theo chiều sợi ngang của mẫu M50 71 Hình 3.9 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến độ bền kéo đứt (dọc
Pđd, ngang Pđn) của vải dệt thoi vân điểm 1/1 72
Trang 10Hình 3.10 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến độ giãn đứt tương
Hình 3.11 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến độ bền xé ngang Pxn
Hình 3.12 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến kích thước sau giặt
Hình 3.13 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến hệ số kháng nhàu
Hình 3.14 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang Pn đến độ thoáng khí R của
Trang 11LỜI MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Quy mô thị trường dệt may toàn cầu hiện đạt khoảng 1.100 tỷ USD với giá trị mậu dịch đạt 700 tỷ USD EU là thị trường tiêu thụ lớn nhất, đạt 350 tỷ USD/năm và Trung Quốc là quốc gia xuất khẩu lớn nhất với 288 tỷ USD Các quốc gia đi trước như Hoa Kỳ, EU, Nhật Bản chủ yếu tập trung vào khâu mang lại giá trị gia tăng cao nhất của chuỗi giá trị dệt may là thiết kế, marketing và phân phối Trong khi đó, hoạt động sản xuất tập trung tại Trung Quốc, Ấn Độ và các quốc gia đang phát triển như Bangladesh, Việt Nam, Pakistan, Indonesia,… Với tốc độ tăng trưởng trung bình 14,5%/năm giai đoạn 2008-2013, Việt Nam là một trong những quốc gia có tốc độ tăng trưởng ngành dệt may lớn nhất thế giới Năm 2015, dệt may là ngành xuất khẩu lớn thứ hai của cả nước với giá trị đạt hơn 27 tỷ USD Tuy nhiên, ngành dệt may nước
ta vẫn chưa mang lại giá trị gia tăng cao trong chuỗi giá trị dệt may toàn cầu, do chủ yếu sản xuất xuất khẩu gia công theo phương thức CMT Bên cạnh đó, ngành công nghiệp phụ trợ vẫn chưa phát triển là một trong những thách thức lớn trong việc khai thác những lợi ích từ các Hiệp định thương mại tự do như TPP, FTA EU-Việt Nam được kỳ vọng sẽ thông qua trong thời gian tới
Ngành dệt may Việt Nam được dự báo sẽ phát triển theo những xu hướng sau:
Tăng trưởng với CAGR 9,8%/năm và đạt giá trị xuất khẩu 55 tỷ USD vào năm
2025 nếu Hiệp định TPP được thông qua
Dịch chuyển nhập khẩu nguyên liệu từ các thị trường chính hiện tại là Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc về các nước nội khối TPP
Bắt đầu phát triển hướng sản xuất xuất khẩu theo các phương thức cao hơn CMT là FOB, ODM, OBM
Thu hút đầu tư lớn vào ngành công nghiệp phụ trợ và dòng vốn FDI từ các quốc gia lân cận nhằm tận dụng những lợi ích từ TPP và FTA EU-Việt Nam Tuy nhiên, để được hưởng thuế suất 0%, các doanh nghiệp dệt may phải đáp ứng yêu cầu “từ sợi trở đi”, có nghĩa là các khâu từ kéo sợi, dệt - nhuộm - hoàn tất và may phải được thực hiện tại các nước thành viên TPP Điều này đã gây ra nhiều trở
Trang 12ngại cho ngành dệt may Việt Nam vì ngành công nghiệp phụ trợ của Việt Nam chưa
đủ mạnh Hệ quả là nước ta phụ thuộc lớn vào nguồn cung nguyên liệu từ nước ngoài, chiếm gần 88% tổng nhu cầu Phần lớn những nước mà Việt Nam nhập nguyên phụ liệu lại không nằm trong TPP
Trước những khó khăn và thách thức đặt ra, các doanh nghiệp dệt may trong nước đã có những động thái đầu tư tích cực nhằm đón bắt kịp thời cơ hội từ TPP Nhiều dự án sợi, dệt nhuộm của Vinatex đã đi vào hoạt động như: Nhà máy sợi Vinatex - Hồng Lĩnh quy mô 30.000 cọc sợi, nhà máy Phú Bài 2 quy mô 15.000 cọc sợi… Và hiện đang triển khai nhiều dự án nhà máy sợi quy mô từ 10.000 - 30.000 cọc sợi như nhà máy sợi Phú Hưng, Đông Quý, PVTEX Nam Định, PVTEX Phú Bài 3… Tập đoàn Dệt may Thành Công (Tp Hồ Chí Minh) cũng đang đầu tư nhà xưởng sản xuất phụ liệu ngành may như cúc áo, khóa, kim, chỉ, gia công sản phẩm tại Bắc Giang và các huyện Việt Yên, Lục Nam Dự kiến 2016, Phong Phú sẽ đầu tư một dây chuyền kéo sợi 20.000 cọc sợi, sản xuất sợi 100% cotton chải kỹ, với sản lượng ước 3.200 tấn/năm Năm 2018-2019, dự kiến tổng công ty này đầu tư một nhà máy kéo sợi 20.000 cọc chuyên dùng cho vải dệt kim cao cấp Bên cạnh đầu tư phát triển cơ
sở hạ tầng thì các doanh nghiệp cũng chú trọng vào đầu tư nghiên cứu phát triển các loại sợi, vải đáp ứng nhu cầu thị trường Để khai thác triệt để hiệu quả sử dụng của
thiết bị và đa dạng hóa sản phẩm, việc nghiên cứu cấu trúc vải và mối quan hệ của thông số công nghệ dệt đến các đặc tính cơ lý của vải là cần thiết
2 Mục đích nghiên cứu của luận văn
Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xác định sự ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến cấu trúc hình học và các tính chất cơ lý của vải dệt thoi vân điểm sợi pha cotton/polyester Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để lựa chọn thông số công nghệ mật độ sợi ngang phù hợp với các mục đích sử dụng của các sản phẩm may mặc
Trang 133 Các kết quả đạt được
Luận văn nghiên cứu gồm:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu
Chương 2: Nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Kết luận của luận văn
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
Trang 14Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1 Vải dệt thoi
Căn cứ vào công nghệ sản xuất, vải được phân thành vải dệt thoi, vải dệt kim và vải không dệt (Hình 1.1)
Hình 1.1 Phân loại vải
Vải dệt thoi là sản phẩm dạng tấm, thông thường do hai hệ sợi đan thẳng góc với nhau theo quy luật nhất định tạo thành Hệ sợi nằm dọc theo chiều dài tấm vải gọi
là sợi dọc (canh), hệ sợi nằm ngang theo chiều rộng của tấm vải gọi là sợi ngang (chỉ) Vải dệt thoi có cấu trúc tương đối bền, đa dạng về kiểu dệt cũng như chất liệu, bề mặt vải khít, độ giãn ít Mặt cắt ngang của vải dệt thoi được thể hiện trên Hình 1.2
Hình 1.2 Mặt cắt ngang vải dệt thoi
Cấu trúc vải dệt thoi được đặc trưng bởi thành phần cấu tạo, cách bố trí sợi trong vải và hình thức liên kết các sợi trong vải [2] Cấu trúc vải là sự phân bố tương đối giữa sợi dọc và sợi ngang, để đạt được tính chất của vải theo yêu cầu, đòi hỏi sợi trong vải nằm theo tư thế uốn cong nhất định nhằm tạo nên tác động của những lực
Trang 15như lực ma sát và lực móc giữa sợi trong vải và giữa các xơ trong sợi, các lực này được hình thành trong quá trình tạo sợi và tạo vải
1.1.1 Thành phần cấu tạo [2,6]
Sợi là thành phần cấu tạo nên vải dệt thoi Sợi có thể là dạng sợi đơn, sợi xe hay sợi chập Sợi có thể được hình thành từ một hay nhiều filamăng liên kết với nhau, hoặc được kéo từ xơ stapen ngắn trong tự nhiên (xơ bông), xơ nhân tạo được cắt ngắn (xơ visco, xơ PES…) hoặc xơ dài dạng len (xơ lông cừu), các xơ liên kết với nhau nhờ xe săn bằng các phương pháp cơ học (cọc, gàng, bàn vê, rô to, thùng ma sát, cọc rỗng…), bằng dòng khí xoáy (air-jet, vortex), hồ dính (bobtex)… Nguyên liệu dùng kéo sợi rất đa dạng: bông, len, tơ tằm, tơ nhân tạo, lanh và một số xơ libe khác Ngoài
ra, sợi có thể kéo từ hỗn hợp sợi pha Thông thường sợi dọc khác sợi ngang ở chỗ, sợi dọc được kéo từ nguyên liệu chất lượng tốt hơn, độ săn sợi dọc cũng thường cao hơn độ săn sợi ngang, do sợi dọc trên máy dệt chịu nhiều lực tác dụng hơn sợi ngang
Độ mảnh là một trong những chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng của sợi, hay còn gọi là chi
N - Chi số sợi [m/g]; L - chiều dài sợi (m); M - khối lượng sợi (g)
Chi số sợi thể hiện độ mảnh của sợi, nếu thay đổi chi số sợi sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của vải Khi thay đổi chi số của một hệ sợi nào đó, độ uốn của sợi trong vải
sẽ thay đổi
Theo phương pháp sản xuất, sợi có thể được kéo theo phương pháp cổ điển hình thành bằng biến dạng xoắn hoặc theo phương pháp hiện đại hình thành bằng liên kết bó hoặc kết dính Theo hệ thống thiết bị, trong đó công đoạn chải đóng vai trò quyết định đối với chất lượng sợi, có sợi chải kỹ, sợi chải thô hay sợi chải liên hợp Dạng sợi có thể đơn hay xe
Mức độ xoắn của sợi đơn và sợi xe được biểu thị bằng độ xoắn tuyệt đối, hay còn gọi là độ săn được biểu thị thông qua hệ số xoắn Hướng xoắn của sợi thể hiện
Trang 16hướng bố trí của thành phần tạo nên sợi, hướng xoắn có thể trái (S) hoặc hướng xoắn phải (Z) Trên vải dệt thoi, hướng xoắn của sợi dọc và sợi ngang có thể giống nhau hoặc khác nhau, sự kết hợp hướng xoắn của hai hệ sợi sẽ tạo ra hiệu ứng ánh sáng làm cho điểm đan nổi lên rõ rệt trên mặt vải
Nguyên liệu sợi được dùng phổ biến hiện nay là sợi bông hay sợi PES (polyester) Tùy theo mục đích sử dụng, có thể dùng thành phần nguyên liệu là 100% bông, hay 100% PES hoặc sợi pha giữa bông và polyester theo tỷ lệ 83/17; 65/35; 55/45; 35/65; 17/83 …
1.1.1.1 Các đặc tính của xơ bông [1,6]
Xơ bông là một tế bào thực vật lấy từ quả của cây bông, được hình thành ngay
từ lúc các cánh hoa rụng, tế bào này mọc từ hạt bông và bị tách ra lúc cán nên một đầu xơ rách không đều, còn đầu kia nhọn và khép kín Thành phần chủ yếu của xơ bông là xenlulo chiếm 94%, còn lại là sáp bông 0,6%, axit hữu cơ 0,8%, pectin 0,9%, hợp chất nitơ 1,3%, tro 1,2%, đường 0,3%, chất khác 0,9% Tùy theo độ chín của xơ bông, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của miền trồng bông, phương pháp thu hoạch (bằng tay hay bằng máy) mà tạp chất sẽ nhiều hay ít
Xenlulo là hợp chất cao phân tử, tạo cho xơ bông có độ bền cơ học nhất định,
nó thuộc về lớp hydrat cabon, cấu tạo gồm ba nguyên tố: cacbon 44,4%, hydro 6,2%
và oxy 49,4% khối lượng chung Công thức cấu tạo chung của xenlulo là (C6H10O5)n
hoặc (C6H7(OH)3)n.
Hình 1.3 Cấu trúc phân tử xơ bông
Trang 17 Các tính chất của xơ bông [1,5]
* Tính chất cơ học:
- Khối lượng riêng: 1,54 ÷ 1,56 g/cm3
- Độ bền tương đối: ở trạng thái khô 25÷40 g/tex, khi ướt độ bền tương đối tăng 10÷20%
- Độ giãn đứt: khi khô từ 6÷8%, khi ướt 7÷10%
bị phá hủy trong dung dịch muối axit Ở nhiệt độ thường, trong dung dịch xút đậm đặc, xơ bông bị trương nở mạnh làm cho chiều dài của chúng bị rút ngắn lại, nhưng đồng thời cũng làm cho xơ co giãn hơn so với ban đầu Dưới tác dụng của ánh sáng, xenlulo bị oxy hóa bởi oxy của không khí tạo thành oxyt làm cho chúng bị giảm độ bền cơ học, sau 900 giờ chiếu sáng độ bền cơ học của xơ giảm 50% Trong môi trường
ẩm ướt, nhất là khi độ ẩm không khí cao hơn 75÷85% và hàm ẩm của xơ lớn hơn 9% thì xenlulo có thể bị phá hủy bởi một số vi sinh vật và nấm mốc
1.1.1.2 Các đặc tính của xơ PES [1,4]
Xơ polyester là một loại xơ nhân tạo có nguồn gốc từ than đá, không khí, nước
và dầu mỏ Được phát triển trong phòng thí nghiệm từ thế kỷ 20, xơ polyester được hình thành trên cơ sở của phản ứng este hóa giữa axit hai chức (diacid) và rượu hai chức (dialcohoh) Do có vô số các kết hợp của dialcohoh và diacid nên tồn tại hàng trăm các polyester, nhưng chỉ một số ít trong đó có ý nghĩa thương mại Ký hiệu theo
Trang 18quy ước quốc tế của polyester là PES Có mặt chủ yếu trên thị trường dệt may hiện nay là chất dẻo PET (polyethylene terephthalate), chiếm 90% khối lượng PES các loại PET có cấu trúc kiểu vô định hình- tinh thể, mạch đại phân tử nằm gần như thẳng Các mắt xích cơ bản được nối với nhau bởi liên kết este >C=O, công thức hóa học tổng quát là (C10H8O4)n Để xơ sợi polyester có các phẩm chất cần thiết của một loại vật liệu dệt may thì chúng phải được hoàn thiện Đối với loại xơ cắt ngắn hay xơ stapen, người ta hoàn thiện chúng bằng cách kéo giãn, tạo nếp sóng nhăn, tẩm nhũ tương và cắt ngắn, sau đó ép kiện thành phẩm
Hình 1.4 Công thức hóa học của PET
Polyester là loại polymer nhiệt dẻo, hình thành sợi theo phương pháp nóng chảy nên tiết diện xơ rất đều và có biên dạng giống như biên dạng lỗ kéo sợi (spinneret), thông thường chúng tròn, cấu trúc đồng nhất từ ngoài vào trong, mặt ngoài dọc theo xơ trơn và bóng như Hình 1.5 Polyester còn có các tên thương mại là Lapxan; Texil; Dacron; Diolen; Terilen; Tetơron được sản xuất dưới dạng bóng, mờ, tẩy trắng, màu, biến tính, tạo hình
Hình 1.5 Hình dáng tiết diện của xơ PET
* Tính chất cơ học:
- Độ bền kéo đứt tương đối: 25÷ 65 (cN/tex) (trong điều kiện tiêu chuẩn)
- Độ giãn đứt: 15÷ 50 (%) (trong điều kiện tiêu chuẩn)
n
(
o
C o
C
Trang 19- Mô đun đàn hồi ban đầu là 2588 MPa, cao nhất trong số xơ tổng hợp, lớn hơn gấp 3 lần so với mô đun đàn hồi của xơ polyamid (PA) Do đó, các sản phẩm từ polyester có khả năng giữ nếp định hình rất lâu sau nhiều lần ngâm tẩm, giặt giũ
- Khả năng chống nhàu, chống co tốt
* Tính chất hóa lý:
- Khối lượng riêng: 1,38 g/cm3
- Độ ẩm ở điều kiện tiêu chuẩn: 0,4 – 0,5%
- Xơ polyester chịu nhiệt cao, có thể nung nóng lâu không bị giảm bền do trong mạch đại phân tử của polyester có chứa nhân thơm (mạch vòng), sản phẩm có thể sử dụng trong phạm vi từ -70 ÷ 160 oC, ở nhiệt độ thấp độ bền của xơ PET được tăng lên nhưng độ giãn lại bị giảm tương đối
- Rất bền ánh sáng (chỉ đứng sau PAN)
- Cách điện tốt và tích điện mạnh khi ma sát
Polyester tương đối bền với axit trừ axit nitric 66% và axit sulfuric 96% ở nhiệt
độ cao, kém bền với kiềm, nhưng bền với các chất oxi hóa (hay dùng H2O2) Đa số dung môi hữu cơ không có tác dụng với xơ polyester Bền với vi khuẩn Khả năng ăn màu kém do độ kết tinh phân tử cao và trong thành phần hóa học thiếu các nhóm có khả năng phản ứng với thuốc nhuộm Do đó, người ta thường nhuộm polyester ở nhiệt
độ và áp suất cao hoặc nhuộm khối (tức nhuộm dung dịch nóng chảy trước khi kéo sợi)
1.1.1.3 Các đặc tính của sợi pha polyester/bông (cotton)
Sợi pha là sự kết hợp từ hai hay nhiều loại sợi khác nhau nhằm tạo ra một loại sợi đáp ứng được các đặt tính mong muốn Đây là một phương pháp nhằm nâng cao hiệu suất, tính thẩm mỹ của một số loại vải Sợi pha trộn từ sợi nhân tạo và tự nhiên
có lợi thế đặc biệt vì kết hợp thành công các đặc tính tốt của cả hai thành phần xơ
Xơ bông là một loại xơ dệt phổ biến mang lại sự thoải mái, thẩm mỹ và có các đặc tính tuyệt vời Nhưng xơ nhân tạo lại có độ bền vượt trội, xơ dài, sạch sẽ, lại có tính đồng nhất, dễ dàng xử lý và bảo quản Vì thế trộn xơ bông với xơ nhân tạo để tạo ra loại sợi thích hợp sản xuất một loại vải có các tính chất mong muốn của cả hai, chẳng hạn như sự thoải mái với đặc tính dễ chăm sóc, cảm giác sờ tay mềm mại với thấm
Trang 20hút tốt, giữ màu tốt, dễ nhuộm, có độ bền kéo đứt cao và chống mài mòn, chống nhàu,
ít vón cục, hạn chế tĩnh điện, dễ kéo sợi, độ đều sợi tốt hơn
Đối với vải dệt thoi, loại sợi pha được sử dụng phổ biến nhất là loại sợi được pha từ xơ polyester và xơ bông (PeCo), bởi vì đã kết hợp các tính chất như độ mềm mại, khả năng hút ẩm, tính tiện nghi thoải mái của bông với tính ổn định kích thước,
độ bền, khả năng chịu mài mòn và dễ sử dụng, bảo quản của polyester Để nâng cao chất lượng của vải polyester pha bông phải đảm bảo được khả năng hút ẩm tốt của bông, đồng thời đảm bảo được khả năng chống nhăn và ổn định kính thước của polyester thì tỷ lệ pha trộn là rất quan trọng Tỷ lệ pha trộn phổ biến của sợi pha PeCo cho các sản phẩm may thường là 83/17 (83 % PES 17% bông); 65/35; 55/45; 35/65; 17/83 Trên hình 1.6, thể hiện hình ảnh SEM bề mặt của sợi pha PeCo[13]
Hình 1.6 Hình ảnh bề mặt sợi PeCo
1.1.2 Cách bố trí sợi trong vải [1,3]
Bên cạnh yếu tố về nguyên liệu, thì mật độ và pha cấu tạo hình học của sợi trong vải cũng có ảnh hưởng đến kết cấu, độ dày và nhiều tính chất quan trọng của vải Mật độ sợi thể hiện sự bố trí sợi nhiều hay ít trên đơn vị dài của vải Mật độ sợi trong vải có ảnh hưởng đến các tính chất bề mặt, tính chất sử dụng của vải
Mật độ tuyệt đối của vải chính là số sợi trên đơn vị dài của vải Mật độ sợi dọc
Pd chính là số sợi dọc trên đơn vị dài của vải theo chiều ngang, mật độ sợi ngang Pn
Trang 21là số sợi ngang trên đơn vị dài của vải theo chiều dọc Mật độ của vải đặc trưng bởi
tần số phân bố sợi trong vải Sợi nằm càng xa nhau thì mật độ giảm và vải càng thưa
Ngược lại, sợi nằm càng gần nhau, mật độ vải càng lớn, vải càng dày Mật độ sợi dọc
và mật độ sợi ngang có thể bằng nhau hoặc khác nhau Khi thay đổi mật độ sợi dọc
và sợi ngang sẽ dẫn đến cấu trúc vải thay đổi
Mật độ vải có thể đặc trưng bởi khoảng cách a giữa tâm của hai sợi dọc liền kề
nhau và khoảng cách b giữa tâm của hai sợi ngang liền kề nhau (hình 1.7), khoảng
cách này là đại lượng nghịch đảo của mật độ vải Mật độ sợi trong vải càng lớn thì
khoảng cách giữa các tâm càng bé, biết được mật độ phân bố sợi trong vải có thể tính
được khoảng cách giữa các tâm của sợi
Hình 1.7 Sơ đồ một đơn vị diện tích của vải để tính độ chứa đầy và độ đầy
Khi đó mật độ tối đa của sợi trong 1 cm vải được xác định bằng công thức:
d d
Trang 22Pd, Pn: Mật độ sợi dọc và sợi ngang (sợi/100mm)
δd, δn: Khoảng cách giữa hai sợi dọc, hai sợi ngang kề nhau (mm)
dd, dn: Đường kính sợi dọc và sợi ngang (mm)
Để phản ánh đúng mật độ vật liệu làm ra vải với những quy cách sợi khác nhau, người ta dùng mật độ tương đối, còn gọi là độ chứa đầy Độ chứa đầy thể hiện
sự tương quan (tỷ số) giữa phần vật liệu chiếm với khoảng không gian của vải Độ chứa đầy có ảnh hưởng đến nhiều tính chất của vải Vải có độ chứa đầy thấp thường nhẹ, mềm, thoáng khí và dẫn nhiệt tốt Mật độ và độ chứa đầy càng tăng thì liên kết giữa các thành phần tạo nên vải càng chặt chẽ, khối lượng vải tăng, độ bền tăng nhưng
độ thoáng khí và độ dẫn nhiệt giảm Độ chứa đầy quá cao làm cho vải cứng và nặng
1.1.3 Hình thức liên kết các sợi trong vải [1]
Trong vải dệt thoi thông thường, sợi dọc và sợi ngang đan thẳng góc với nhau theo những quy luật nhất định gọi là kiểu dệt Kiểu dệt quyết định hình thức của mặt vải và có ảnh hưởng đến các tính chất sử dụng của vải Mỗi một kiểu dệt được xác định bởi hai đại lượng đặc trưng:
- Rappo kiểu dệt (R) là đơn vị diện tích nhỏ nhất của kiểu dệt, trong đó các điểm đan được sắp xếp theo một quy luật nhất định Được thể hiện theo hai chiều của vải: theo chiều ngang là rappo dọc Rd, theo chiều dọc là rappo ngang Rn Tùy theo kiểu dệt mà Rd và Rn có thể bằng nhau hoặc khác nhau
- Bước chuyển (S) là một số để chỉ rõ điểm nổi đơn cách điểm nổi đơn của sợi trước nó bao nhiêu đơn vị Bước chuyển giữa hai sợi dọc cạnh nhau là bước chuyển dọc Sd, bước chuyển giữa hai sợi ngang cạnh nhau là bước chuyển ngang Sn Bước chuyển là một đại lượng véc tơ
Kiểu dệt cơ bản là kiểu dệt trong phạm vi một rappo mỗi sợi dọc chỉ đan lên một sợi ngang hay bị sợi ngang đó đan lên ở mặt ngược lại Hệ quả là, với kiểu dệt
cơ bản thì Rd= Rn= R kiểu dệt Các kiểu dệt cơ bản bao gồm: kiểu dệt vân điểm, kiểu dệt vân chéo và kiểu dệt vân đoạn
Trang 23 Kiểu dệt vân điểm
Trên Hình 1.8, thể hiện kiểu dệt vân điểm 1/1 cơ bản, rappo kiểu dệt Rd= Rn=
2, bước chuyển Sd= Sn= ±1
Hình 1.8 Kiểu dệt vân điểm 1/1
Vải dệt vân điểm có hai mặt giống nhau hay còn gọi là vải có hiệu ứng hai mặt, vải tương đối bền nhưng hơi cứng Các mặt hàng thông dụng với kiểu dệt vân điểm như: vải Phin, vải Tám, Calico, Kate
Kiểu dệt vân chéo:
Kiểu dệt vân chéo có thông số cấu tạo: rappo Rd = Rn ≥ 3 và bước chuyển Sd =
Sn = ± 1 Trên hình 1.9, thể hiện kiểu dệt vân chéo 1/2 có rappo Rd = Rn = 3
Đặc điểm của kiểu dệt vân chéo là trên các mặt vải có các lóng chéo, lóng chéo phải (Z ) là vân chéo phải, lóng chéo trái (S) là vân chéo trái
Với cùng quy cách và mật độ sợi, vải dệt theo kiểu vân chéo sẽ mềm mại hơn nhưng kém bền so với vân điểm Vải dệt vân chéo với các mặt hàng thông dụng như Gabardine, Denim, vải chéo, vải Kaki
Trang 24Hình 1.9 Kiểu dệt vân chéo
(a, Vân chéo trái 1/2; b, Vân chéo phải 1/2; c, Mặt cắt ngang)
Kiểu dệt vân đoạn:
Kiểu dệt vân đoạn đúng phải thỏa mãn các điều kiện sau: thông số cấu tạo rappo R= Rd = Rn ≥ 5, bước chuyển 1< S< R-1 và giữa rappo R và bước chuyển S không
có ước số chung Đặc điểm là trên mặt vải có những đoạn nổi dài, mặt vải bóng nhưng kết cấu không chắc chắn so với vải vân điểm và vân chéo do số điểm liên kết ít hơn Trên Hình 1.10.a thể hiện kiểu dệt vân đoạn 5/3 hiệu ứng ngang (satin), Hình 1.10.b thể hiện kiểu dệt vân đoạn 5/2 hiệu ứng dọc (vải láng)
Hình 1.10 Kiểu dệt vân đoạn (a, Hiệu ứng ngang; b, Hiệu ứng dọc)
Trang 25Trên cơ sở kiểu dệt cơ bản có thể cấu tạo kiểu dệt dẫn xuất, kiểu dệt kết hợp, kiểu dệt phức tạp hay kiểu dệt vải hoa to
1.2 Vải vân điểm
Vải vân điểm là loại vải dệt thoi được thiết kế theo kiểu dệt vân điểm, kiểu dệt vân điểm là kiểu dệt đơn giản nhất, trong đó hệ thống các sợi dọc sẽ đan với các sợi ngang theo cách cứ một lên và một xuống chính vì thế hai mặt vải trong cách dệt này
sẽ giống nhau, còn gọi là vải có hiệu ứng hai mặt (Hình 1.11) Vải có cấu trúc chặt chẽ do số điểm liên kết giữa hai hệ sợi ngang và dọc trên vải là rất nhiều Ưu điểm của loại vải này là rất bền, tùy theo thành phần nguyên liệu và mật độ sợi mà có được vải mỏng, thoáng, mát như vải phin hay pôpơlin hoặc vải dày cứng như vải diềm bâu, vải bạt Tuy nhiên, với cùng các thông số công nghệ so với các kiểu dệt khác như vân chéo hoặc vân đoạn, vải vân điểm cứng và độ bền mài mòn thấp hơn Vải vân điểm
là mặt hàng truyền thống của ngành dệt, chiếm hơn 40% thị phần của vải dệt thoi và cho tới nay vẫn được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Những mặt hàng thông dụng thường gặp là calico, KT, vải tám, phin, voile, crêpe-de-china…Vải có thể được thiết kế dệt với đa dạng các thành phần sợi như: sợi 100% bông, polyester, hoặc sợi pha PeCo, Visco, tơ tằm…
Hình 1.11 Hình mô tả vải vân điểm
Kết cấu của vải phụ thuộc vào loại vật liệu, chi số sợi, mật độ sợi và công nghệ dệt sẽ cho ra loại vải có đặc điểm bề mặt, trọng lượng, cảm giác sờ tay và các tính chất cơ lý khác nhau
Trang 261.2.1 Một số kiểu dệt vân điểm
Kiểu dệt vân điểm cơ bản:
- Ký hiệu kiểu dệt: 1/1 hay 1:1
- Thông số cấu tạo: rappo Rd = Rn = 2, bước chuyển Sd = Sn = ± 1
Hình 1.12 Kiểu dệt vân điểm 1/1
Để có thể tiến hành dệt trên máy, phải lập bản vẽ mắc vải bao gồm hình vẽ kiểu dệt, bảng mắc go, bảng điều go, bảng luồn khổ Hình 1.13a, thể hiện hình vẽ mắc vải thông thường cho kiểu dệt vân điểm cơ bản 1/1, chỉ cần tối thiểu hai khung go và dùng phương pháp mắc go liên tiếp Khi dệt vải vân điểm có mật độ dọc tương đối cao, để giảm mật độ sợi trên mỗi lá go, dùng phương pháp mắc rải (Hình 1.13b)
Hình 1.13 Bản vẽ mắc vải của kiểu dệt vân điểm 1/1
Kiểu dệt vân điểm dẫn xuất: Là kiểu dệt được xây dựng dựa trên cơ sở của
các kiểu dệt cơ bản bằng cách bổ sung thêm một số điểm nổi đơn theo những quy luật nhất định
a, Kiểu dệt vân điểm tăng đơn: Là kiểu dệt do tăng thêm một, hai, ba hay hơn nữa
điểm nổi theo một trong hai hướng dọc hoặc ngang
Trang 27Ký hiệu kiểu dệt là một phân số, tử số là số điểm nổi dọc, mẫu số là số điểm nổi ngang xét trên sợi có hướng tăng điểm nổi
Hình 1.14 thể hiện các kiểu dệt vân điểm tăng dọc đơn 3/3, kiểu dệt vân điểm tăng dọc phức2/2.1/1 và 3/1.1/1, có thông số cấu tạo Rd= 2; Rn = 6
Hình 1.14 Kiểu dệt vân điểm tăng dọc đơn và tăng dọc phức
Trên hình 1.14 thể hiện các kiểu dệt vân điểm tăng ngang đơn 3/3, kiểu dệt vân điểm tăng ngang phức 2/2.1/1 và 3/1.1/1, có thông số cấu tạo Rd= 6; Rn = 2
Hình 1.15 Kiểu dệt vân điểm tăng ngang đơn và tăng ngang phức
Đặc điểm của vân điểm tăng là tạo cho mặt vải có các đường nổi dài, nếu mật
độ sợi dọc lớn hơn nhiều mật độ sợi ngang và chi số sợi dọc lớn hơn chi số sợi ngang, thì vân điểm tăng dọc sẽ làm nổi các đường sợi nằm ngang trên mặt vải Còn nếu mật độ sợi dọc nhỏ hơn nhiều mật độ sợi ngang và chi số sợi dọc nhỏ hơn chi số sợi ngang, thì vân điểm tăng ngang sẽ làm nổi các đường sợi nằm theo chiều dọc trên mặt vải (tạo hiệu ứng sọc trên mặt vải)
b, Vân điểm tăng đều: Trên cơ sở của kiểu dệt vân điểm cơ bản, tăng điểm nổi cả
về hai hướng dọc và ngang tạo được kiểu dệt vân điểm tăng đều
Ký hiệu kiểu dệt vân điểm tăng đều cũng bằng phân số, tử số chỉ số điểm nổi dọc và mẫu số là số điểm nổi ngang trên một sợi dọc hoặc một sợi ngang (chỉ rõ độ dài của đường nổi) Hình 1.16 thể hiện kiểu dệt vân điểm tăng đều 3/3 và 2/3
Trang 28Hình 1.16 Kiểu dệt vân điểm tăng đều
c, Vân điểm tăng hỗn hợp: Là kiểu dệt do kết hợp các kiểu dệt vân điểm tăng đơn
và vân điểm tăng đều Tử số là số điểm nổi dọc, mẫu số là số điểm nổi ngang trên cả hai hướng (Hình 1.17)
Hình 1.17 Kiểu dệt vân điểm tăng hỗn hợp
Tất cả các kiểu dệt vân điểm nêu trên, đều dệt được trên máy dệt chỉ cần tối thiểu hai khung go nếu mật độ cho phép Còn nếu mật độ quá dày có thể dùng 4 go hay 6 go hoặc hơn nữa và sử dụng phương pháp mắc rải
1.2.2 Mô hình hình học của vải vân điểm
Trong vải, sợi dọc và sợi ngang đan với nhau có thể nằm theo nhiều hình thế uốn cong tạo nên góc ôm và lực ma sát thành phần lớn hay nhỏ, hình thế đó chính là pha cấu tạo hình học của vải Lực ma sát phụ thuộc áp lực lên nhau của sợi dọc và sợi ngang, điều này phụ thuộc vào chu kỳ tạo vải trên máy dệt và sức căng giữa hai
hệ sợi Theo nghiên cứu của giáo sư N.G Novikov trong tài liệu của tác giả Nguyễn Văn Lân [1], dựa vào mặt cắt ngang của vải vân điểm tại các điểm sợi đan nhau, theo
Trang 29độ uốn cong tương hỗ của sợi dọc với sợi ngang, đã xác định cấu trúc vải theo các pha cấu tạo hình học (Hình 1.18)
Hình 1.18 Các pha cấu tạo hình học của vải
Chiều cao sóng uốn của sợi dọc hd là khoảng cách giữa hai tâm của hai sợi dọc theo phương thẳng đứng, chiều cao sóng uốn của sợi ngang hn là khoảng cách giữa hai tâm của hai sợi ngang theo phương thẳng đứng
Pha cấu tạo hình học của vải thể hiện tương quan phân bố sợi trong vải (pha I,
II, III), hệ sợi nào có mật độ lớn hơn hệ sợi kia thì sẽ bị uốn cong nhiều hơn Pha cấu tạo hình học có ảnh hưởng đến tính chất sử dụng của vải Nếu trên bề mặt vải, có một
hệ sợi nào đó lồi lên nhiều hơn, trong quá trình sử dụng, hệ sợi đó sẽ bị mài mòn và hỏng nhanh hơn, sẽ phá hủy cấu trúc của vải tuy hệ sợi kia còn tốt Bởi vậy, pha cấu tạo nào làm cho hai hệ sợi đều nhô lên như nhau trên bề mặt của vải, vải sẽ chịu mài mòn tốt hơn và sử dụng được lâu bền hơn
Tính chất hình học cơ bản của vải vân điểm một lớp (một hệ sợi dọc đan với một hệ sợi ngang), tổng chiều cao sóng uốn của sợi dọc và sợi ngang là bằng tổng giá trị đường kính của hai hệ sợi này [1]
n d n
d h d d
Trong đó:
Trang 30hd – Chiều cao sóng uốn của sợi dọc [mm]
hn – Chiều cao sóng uốn của sợi ngang [mm]
dd – Đường kính của sợi dọc [mm]
dn – Đường kính của sợi ngang [mm]
Mật độ hình học của vải được đặc trưng bằng khoảng cách giữa tâm của hai sợi cạnh nhau Trên Hình 1.18 ta có, ρd là mật độ dọc hình học và ρn là mật độ ngang hình học được xác định cho vải vân điểm như sau:
n n d
d
P P
Hình 1.19 Mô hình Pierce
Trang 31Các kết quả tính toán của mô hình :
l1, l2 – độ dài đoạn sợi chuyển lớp;
θ1, θ2- góc nghiêng của đoạn sợi chuyển lớp so với mặt phẳng vải;
h1,h2- Chiều cao sóng uốn của các hệ sợi;
d1,d2- đường kính các hệ sợi;
Mô hình Pierce thuận lợi cho việc tính toán các thông số và có giá trị cao khi nghiên cứu ứng dụng cho trường hợp vải có cấu trúc mở (mật độ thấp, liên kết kém chặt chẽ, vải không bị tác dụng lực nhiều) Tuy nhiên, các giả thiết tiết diện sợi hình tròn trong đó sợi được giả định là một sợi liên tục ở dạng hình trụ đồng nhất, cấu trúc đồng nhất theo chiều dọc sợi, các hệ sợi không chịu lực nên tính thực tế chưa cao
Từ đó đã có nhiều công trình nghiên cứu được thực hiện, đặc biệt của Kemp (1958) [6], Olefson (1964) [12] và Hearle và Shanahan (1978) [9], trong đó giả định
mô hình gần giống như của Peirce nhưng có khác biệt duy nhất là ở chỗ hình dạng mặt cắt của sợi ở dạng elip hay dạng thấu kính Trong các nghiên cứu này, giả định các loại vải có một cấu hình sợi đồng nhất liên tục trong suốt toàn bộ chiều dài sợi vải Tuy nhiên, trong thực tế bản chất sợi là luôn chứa độ không đều nhất định do trong quá trình kéo sợi cũng như do sức căng sợi không đồng đều trong quá trình dệt vải mà cấu trúc hình học của sợi không thể giống nhau trong suốt quá trình tạo vải
Do đó, mặt cắt ngang hình học của sợi bên trong vải dệt thoi có rất nhiều hình dạng khác nhau như hình tròn, hình elip hoặc hình dạng bất kỳ khác (Hình 1.20)
Trang 32Hình 1.20 Hình dáng mặt cắt ngang của sợi trong vải dệt thoi vân điểm
Nói cách khác, giả định sợi có hình dạng mặt cắt ngang bên trong vải không thay đổi là chưa thực tế (Gong, Ozgen, & Soleimani, 2009) [8] Tuy vậy, để nghiên cứu về cấu trúc của vải và để ứng dụng trong thực tế sản xuất dệt may, cần phải có
mô hình hóa cấu trúc vải dệt Từ đó, có cơ sở để đánh giá chính xác các thuộc tính của vải như độ dày, độ uốn sợi, độ xốp, cảm giác sờ tay và tạo ra sản phẩm đáp ứng yêu cầu đặt ra
1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vải vân điểm
Chất lượng vải phụ thuộc nhiều vào việc tính toán và lựa chọn các thông số công nghệ dệt Thông số công nghệ dệt bao gồm thông số mắc máy và các thông số
kỹ thuật của mặt hàng Việc tính toán và lựa chọn các thông số công nghệ dệt phải căn cứ vào nhiều yếu tố như tính chất của nguyên liệu, cấu trúc của vải và đặc điểm cấu tạo của máy dệt
Thông số mắc máy là các đại lượng kích thước xác định vị trí của sợi dọc đối với các bộ phận máy cũng như vị trí tương đối và sức căng của nó trong quá trình dệt Chỉ tiêu để đánh giá việc lựa chọn các thông số mắc máy tối ưu là độ đứt của sợi dọc nhỏ nhất và chất lượng vải là tốt nhất khi tất cả các điều kiện là như nhau
Các thông số kỹ thuật (các chỉ tiêu kỹ thuật) của vải, được tính toán thiết kế theo yêu cầu của sản phẩm, như: loại nguyên liệu, chi số sợi dọc, chi số sợi ngang, kiểu dệt, khổ rộng vải, mật độ sợi dọc, mật độ sợi ngang, độ co dọc, độ co ngang, khối lượng g/m2…Các chỉ tiêu kỹ thuật này cũng chính là thể hiện cấu trúc của vải
Tất cả các thông số công nghệ nêu trên đều ảnh hưởng đến năng suất, hiệu suất sản xuất cũng như chất lượng của vải Nhiều công trình khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ dệt đến chất lượng của sản phẩm Chất lượng của vải được thể hiện thông qua các chỉ tiêu cơ lý, như độ bền đứt, độ giãn đứt, độ co sau giặt, độ bền xé, độ thoáng khí …Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, đã tìm hiểu ảnh hưởng của một số thông số kỹ thuật đến một số đặc tính cơ lý của vải dệt thoi vân điểm
Trang 331.2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến một số đặc tính cơ lý của vải vân điểm
Khi thay đổi thành phần nguyên liệu của hai hệ sợi, tính chất cơ lý của vải cũng thay đổi Có nhiều nghiên cứu thực nghiệm về sự ảnh hưởng của các loại nguyên liệu dệt đến tính chất cơ lý của vải Phạm vi tìm hiểu nghiên cứu là các loại vải dệt thoi pha bông và polyester, đây là loại vải có giá trị ứng dụng rộng rãi, đặc biệt bởi
vì độ bền cao, thông thoáng, khả năng phục hồi tốt, tính ổn định kích thước và tính
dễ chăm sóc
Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến độ thoáng khí của vải
Độ thoáng khí là khả năng của vật liệu dệt cho không khí xuyên qua, được thể hiện bởi lượng không khí xuyên qua 1 đơn vị diện tích của vật liệu dệt trong một thời
gian nhất định khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt mẫu
Trong nghiên cứu của Valsang R K và Patil.L.B [14], đối với vải dệt thoi có các kiểu dệt vân điểm 1/1, kiểu dệt vân đoạn R=6 (satin), kiểu dệt vân chéo 2/1; Nguyên liệu dệt là sợi cotton và sợi polyester; Mật độ sợi dọc 125 sợi/inch; Mật độ sợi ngang 60 sợi/inch; Độ mảnh sợi cotton Ne30; Độ mảnh sợi polyester 100D; dệt trên máy dệt thoi tốc độ 400vòng/phút Lần lượt đo độ thoáng khí của các mẫu vải: mẫu CxC sợi dọc và sợi ngang đều là sợi bông; mẫu CxP sợi dọc cotton, sợi ngang PES; mẫu PxC sợi dọc PES sợi ngang cotton; mẫu Px P sợi dọc và sợi ngang đều là sợi PES
Hình 1.21 Biểu đồ thể hiện độ thoáng khí của vật liệu
Kết quả thể hiện trên biểu đồ Hình 1.21, cho thấy với vải dệt thoi vân điểm 1/1
có độ thoáng khí thấp nhất so với vải có kiểu dệt vân chéo và vân đoạn khi có cùng
Trang 34thành phần nguyên liệu, do kết cấu của vải vân điểm có nhiều điểm đan kết hơn các kiểu dệt khác
So sánh cùng vải vân điểm nhưng có các thành phần nguyên liệu của hai hệ sợi dọc và sợi ngang khác nhau của bốn mẫu CxC, PxP, PxC, CxP, kết quả đo độ thoáng khí thể hiện trong bảng 1.1
Bảng 1.1 Kết quả đo độ thoáng khí của vải vân điểm có thành phần nguyên liệu khác nhau
1.2.3.2 Ảnh hưởng của thông số công nghệ dệt đến một số tính chất cơ lý của vải vân điểm
a, Ảnh hưởng của sức căng sợi dọc và mật độ sợi ngang đến độ bền kéo đứt
Theo nghiên cứu của Mine Akgun, Gulcan Sule và các cộng sự [11], đã nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của sức căng sợi dọc đến độ bền kéo đứt và biến dạng của vải vân điểm 1/1, khi thay đổi mật độ sợi ngang và sức căng sợi dọc trên máy dệt khí Picanol OMNI Sợi dọc là polyester có độ săn 350 vòng xoắn/m theo hướng Z,
độ mảnh sợi dọc 150D/36f Sợi ngang là polyester với ba giá trị độ mảnh 100D/35f, 150D/96f và 300D/70f Sức căng sợi dọc thay đổi bốn giá trị từ 0,9 N ÷ 1,75N Mật
độ sợi dọc là 34sợi/cm, mật độ sợi ngang thay đổi 18; 22; 28 sợi/cm
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm tác động của sức căng sợi dọc đến độ bền đứt của vải dệt thoi vân điểm theo chiều dọc (Hình 1.22)
Trang 35Hình 1.22 Ảnh hưởng của sức căng sợi với độ bền đứt theo hướng dọc
Với vải dệt vân điểm ở mật độ sợi ngang thấp 18sợi/cm, độ mảnh sợi ngang thấp 100D, sức căng sợi dọc càng tăng thì độ bền đứt của vải theo chiều dọc giảm Nhưng cũng với mật độ đó với sợi ngang độ mảnh 150D và 300D, sức căng sợi dọc tăng thì độ bền đứt theo chiều dọc cũng tăng Cho thấy tùy theo mật độ sợi ngang và
độ mảnh của sợi ngang mà điều chỉnh sức căng sợi dọc phù hơp để vải có được độ bền đứt theo chiều dọc đạt yêu cầu
Ảnh hưởng của sức căng sợi dọc vào độ bền đứt vải theo chiều ngang thể hiện trên Hình 1.23, cho thấy không có ảnh hưởng đáng kể của sức căng sợi dọc lên độ bền kéo đứt của vải theo chiều ngang, khi mật độ sợi ngang và độ mảnh sợi ngang tăng thì độ bền kéo đứt của vải theo chiều ngang cũng tăng
Trang 36Hình 1.23 Ảnh hưởng của sức căng sợi với độ bền đứt theo hướng sợi ngang
b, Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ bền xé rách
Độ bền xé rách của vải chủ yếu liên quan đến khả năng sử dụng của nó Theo nghiên cứu của Gadah Ali Abou Nassif [7] trên 15 mẫu vải được sản xuất với mật độ sợi ngang và cấu trúc dệt khác nhau với các thông số dệt sau: độ mảnh sợi dọc 150D/208f; độ mảnh sợi ngang 150D/288f; Mật độ sợi dọc 110 sợi/inch; Mật độ sợi ngang: 61, 65, 71, 75 và 80 sợi/inch; Khổ vải: 160 cm; Kiểu dệt: vân điểm 1/1, vân chéo 2/2 và vân đoạn R = 4 (satin); Tốc độ máy 420 vòng/phút Kết quả xác định ảnh hưởng của mật độ sợi ngang, cấu trúc dệt đến độ bền xé được thể hiện trên Hình 1.24
Trang 37Hình 1.24 Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ bền xé của vải dệt thoi
Phân tích thống kê đã chứng minh rằng, khi mật độ sợi ngang tăng thì độ bền
xé giảm Độ bền xé của vải vân điểm thấp hơn vải vân chéo, vải vân đoạn (satin) có
độ bền xé cao nhất khi có cùng mật độ sợi ngang Khi tăng mật độ sợi ngang từ 61 lên 80 sợi/inch, độ bền xé của vải vân điểm giảm 20%, vân chéo giảm 17,4% và vân đoạn giảm ít nhất là 9,4% Cho thấy rằng, khi mật độ sợi ngang càng cao vải vân điểm
có kết cấu chặt trẽ nhất, số điểm đan kết lớn nhất sẽ làm giảm độ bền xé của vải
c, Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang đến độ thoáng khí của vải
Độ thoáng khí là một tiêu chí quan trọng khi đánh giá chất lượng của vải Nó đặc trưng cho vải về mặt an toàn vệ sinh, bởi vì nó quyết định rất lớn độ dẫn nhiệt của vải Tùy theo công dụng, vải có đòi hỏi nhất định về độ thoáng khí Mật độ vải tăng sẽ làm giảm độ thoáng khí Với cùng độ chứa đầy, vải dệt từ sợi chi số cao hơn
sẽ tạo độ thoáng khí kém hơn Tăng độ săn của sợi cũng làm tăng độ thoáng khí của vải Cũng theo nghiên cứu của Gadah Ali Nassif [7] độ thoáng khí của vải dệt thoi phụ thuộc vào mật độ sợi ngang và kiểu dệt của vải Mức độ ảnh hưởng của mật độ
sợi ngang đến độ thoáng khí của vải được thể hiện trên hình 1.25
Hình 1.25 Ảnh hưởng của mật độ sợi đến độ thoáng khí của vải dệt thoi
Kết quả cho thấy rằng khi mật độ sợi ngang tăng lên, độ thoáng khí của vải dệt thoi giảm Độ thoáng khí của vải vân điểm thấp hơn vải vân chéo và vải satin Vậy khi tăng mật độ sợi ngang dẫn đến độ chứa đầy diện tích của vải tăng lên, làm cho khả năng thoáng khí của vải giảm đi
Trang 381.3 Kết luận
Vải dệt thoi dùng làm nguyên liệu cho sản phẩm may mặc chiếm tỷ trọng lớn trong ngành công nghiệp dệt may Cấu trúc của vải dệt thoi được được quyết định chủ yếu bởi thành phần sợi để dệt vải, mật độ sợi trong vải, pha cấu tạo hình học, kiểu dệt và các thông số công nghệ dệt, các yếu tố này có ảnh hưởng tương hỗ với nhau Tùy theo đối tượng và mục đích sử dụng của sản phẩm may mặc mà lựa chọn sản phẩm dệt có thành phần và cấu trúc cho phù hợp như quần áo trẻ em, quần áo người lớn, quần áo mặc nhà, quần áo thể thao, đồ thời trang…
Các kết quả nghiên cứu cho thấy khi vải dệt có cấu trúc khác nhau như thành phần sợi, mật độ sợi dọc và sợi ngang, kiểu dệt thì các tính chất cơ lý của vải như độ bền kéo đứt, độ bền xé, độ thoáng khí sẽ thay đổi ảnh hưởng đến đặc tính sử dụng của vải
Vải dệt thoi vân điểm dệt từ sợi pha PeCo hiện nay đang được sử dụng tương đối phổ biến trong sản phẩm may mặc, là loại vải có được ưu điểm của bông là hút
ẩm tốt, tạo cảm giác thông thoáng và vệ sinh cho người sử dụng, nó còn kết hợp các
ưu điểm của polyester đó là độ bền cao, khả năng kháng nhàu tốt Việc nghiên cứu các tính chất cơ lý của vải dệt thoi vân điểm từ sợi pha PeCo là cần thiết cho việc lựa chọn các thông số công nghệ dệt và khả năng sử dụng loại vải này làm nguyên liệu phù hợp cho các sản phẩm may mặc khác nhau Trong luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu về ảnh hưởng của thông số mật độ sợi ngang đến cấu trúc hình học của vải và một số tính chất cơ lý của vải dệt thoi vân điểm PeCo
Trang 39Chương 2: NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 Nội dung nghiên cứu
- Phân tích cấu trúc hình học của vải vân điểm 1/1 PeCo 83/17
- Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ sợi ngang của vải vân điểm 1/1 đến các tính chất cơ
lý của vải như độ bền kéo đứt, độ giãn đứt tương đối, độ co sau giặt, độ bền xé, độ thoáng khí của vải vân điểm
- Xác định mối quan hệ giữa mật độ sợi ngang của vải vân điểm với các đặc tính cơ
lý của vải
2.2 Đối tượng nghiên cứu
Để thực hiện mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng được lựa chọn là vải vân điểm 1/1 được dệt trên máy dệt Picanol Gammax, với 3 mẫu mật độ sợi ngang thay đổi: mẫu M42 (42 sợi/inch hay 165 sợi/10cm), mẫu M46 (46 sợi/inch hay 181 sợi/10cm) và mẫu M50 (50 sợi/inch hay 197 sợi/10cm), nguyên liệu để dệt vải là sợi
Ne 20/1 CD (kéo sợi chải thô), PeCo 83/17 (83 % polyester, 17% bông) Các chỉ tiêu
kỹ thuật của vải thể hiện trong Bảng 2.1
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của vải vân điểm 1/1
Mật độ sợi dọc trên máy dệt
Trang 40Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cơ lý của sợi Ne 20 CD PeCo 83/17
2.3 Phương pháp nghiên cứu
- Khảo cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu và thực tế sản xuất vải dệt thoi nói chung và vải vân điểm nói riêng
- Phân tích cấu trúc hình học của 3 mẫu vải vân điểm 1/1, có mật độ sợi ngang thiết
kế khác nhau bằng hình ảnh SEM
- Nghiên cứu thực nghiệm xác định một số tính chất cơ lý của vải dệt thoi theo tiêu chuẩn của 3 mẫu vải có mật độ sợi ngang thiết kế khác nhau
- Sử dụng toán thống kê và phần mềm Excel 2013 để xử lý số liệu
2.3.1 Phương pháp phân tích cấu trúc hình học của vải dệt thoi
Chụp mặt cắt ngang của vải dệt thoi vân điểm 1/1 trên 3 mẫu M42, M46, M50 bằng kính hiển vi điển tử JEOL JSM-7600F (Mỹ) (Hình 2.1), phân tích hình ảnh đánh
