BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGÀNH : CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẢI LỤA TƠ TẰM VIỆT NAM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ DỆT TỚI ĐỘ DẠT CỦA VẢI NGUYỄN SỸ PHƯƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ HỮU CHIẾN TS NGUYỄN VĂN THUẤN H NI - 2004 Mở đầu Công nghiệp dệt may ®ang cã vai trß quan träng nỊn kinh tÕ Việt Nam Năm 2003, kim ngạch xuất Ngành đạt 3,65 tỷ USD đứng thứ hai sau ngành dầu mỏ thu hút gần hai triệu lao động nớc Ngành dệt may Việt Nam nỗ lực phấn đấu để đến năm 2005 đạt năm tỷ USD xuất Tuy đà đạt đợc số thành tựu đáng tự hào, nhng ngành dệt may đứng trớc nhiều thử thách khắc nghiệt, bớc sang năm 2005 chế độ hạn ngạch hàng dệt may toàn giới bị loại bỏ Cuộc chiến cạnh tranh gay gắt nớc xuất hàng dệt may ngày khốc liệt Muốn tồn phát triển, không đờng khác ngành dƯt may ViƯt Nam ph¶i gi¶m chi phÝ s¶n xt, tăng suất lao động, tạo sản phẩm có giá trị gia tăng cao khai thác cách hiệu nguồn nguyên liệu có sẵn nớc nh bông, tơ tằm, Việt Nam nớc có tiềm để phát triển nghề dâu tằm tơ: khí hậu, thổ nhỡng thuận lợi, nguồn lao động cần cù dồi Tuy nhiên nghề dâu tằm tơ Việt Nam cha phát triển với tiềm Nhiều mặt hàng lụa tiếng trớc kia, đà mai cha đợc phục hồi Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng là: chất lợng sợi tơ cha cao, không ổn định; công nghệ sản xuất lạc hậu chủ yếu dựa vào kinh nghiệm dân gian chính; thiết bị thủ công giản đơn chủ yếu tự chế, không đồng Vải lụa tơ tằm đợc ngời tiêu dùng a chuộng tính chất hợp vệ sinh, cảm giác lúc mặc thoải mái dễ chịu, tính thời trang tao nhÃ, nhng việc chăm sóc sử dụng sản phẩm từ vải lụa tơ tằm lại phiền toái vải lụa tơ tằm dễ nhàu dễ dạt nớc, đà có số công trình nghiên cứu nhằm nâng cao chất lợng vải lụa tơ tằm, đặc biệt giảm nhàu dạt cho vải công nghệ xử lý hoá học đà đạt đợc số thành tựu đáng kể nh công nghệ chuội làm mềm tơ lụa chất tẩy rửa tổng hợp, chÕ phÈm Enzim, chi b»ng níc ë nhiƯt ®é cao, lựa chọn đợc nhóm thuốc nhuộm có độ bền mầu cao, loang, xử lý giảm nhầu axít citric Tuy nhiên công nghệ xử lý hoá học lụa tơ tằm đợc nghiên cứu bớc đầu nhằm nâng cao chất lợng mặt hàng phơng pháp xử lý hoá học Bên cạnh đó, sau xử lý hoá học vải lụa nhiều tính chất tự nhiên vốn có nh mềm mại, giảm bóng, mợt mà, chất thải trình xử lý làm ô nhiễm môi trờng, tốn hoá chất, chất trợ Bởi vậy, xu hớng chung để nâng cao chất lợng mặt hàng phát triển công nghệ xử lý học cho vải lụa Việt Nam đất nớc có ngành dâu tằm tơ từ lâu đời, nhng đến cha có công trình nghiên cứu cách hệ thống thông số công nghệ trình dệt vải, công đoạn có nhiều yếu tố ảnh hởng quan trọng đến chất lợng cuối mặt hàng, đặc biệt độ dạt vấn đề cộm chất lợng vải lụa tơ tằm Thời gian gần đây, nhiều doanh nghiệp dệt may Việt Nam đà đầu t trang bị nhiều thiết bị dệt với nguyên lý đặt sợi ngang kiếm, thoi kẹp, dòng khí dòng nớc Riêng máy dệt kiếm mềm hÃng Picanol đà có 1.400 máy đợc doanh nghiệp nhập Đây máy dệt đại, độ xác cao đa Việc tìm hiểu thấu đáo, làm chủ đợc công nghệ, khai thác chức đại thiết bị, tạo mặt hàng vải có chất lợng, có giá trị gia tăng cao đặc biệt từ nguyên liệu tơ tằm Việt Nam thiết bị dệt yêu cầu cấp bách ngành dệt may Luận án: Nghiên cứu tính chất đặc tr ng vải lụa tơ tằm Việt Nam ảnh h ởng thông số công nghệ dệt tới độ dạt vải nhằm mục đích góp phần nghiên cứu nâng cao chất lợng (đặc biệt giảm độ dạt vải) mặt hàng vải lụa tơ tằm Việt Nam khai thác cách có hiệu số tính thiết bị dệt vải không thoi Luận án gồm nội dung chủ yếu sau: Nghiên cứu tính chất đặc trng cảm giác sờ tay vải lụa tơ tằm Việt Nam Nghiên cứu ảnh hởng thông số trình dệt vải: nguyên liệu sợi, thông số công nghệ thiết bị dệt tới độ dạt vải lụa tơ tằm Xác định thông số mắc máy dệt tối u quan điểm để độ dạt vải thấp Triển khai áp dụng kết nghiên cứu vào sản xuất A Những điểm luận án Đánh giá chất lợng lụa tơ tằm Việt Nam phơng pháp Kawabata thông qua sử dụng hệ thống thiết bị KESF Đo đợc độ lớn khe hở sợi dọc ngang điểm đan lụa tơ tằm phơng pháp sử dụng kÝnh hiĨn vi ®iƯn tư qt B ý nghÜa khoa học luận án Xác định tồn khe hở sợi dọc sợi ngang điểm đan lụa tơ tằm Việt Nam khẳng định ảnh hởng tới độ dạt vải Xây dựng đợc phổ KAWABATA cho ba loại lụa tơ tằm Việt Nam Đa đợc phơng án công nghệ tối u để giảm độ dạt lụa tơ tằm Việt Nam Khẳng định mối quan hệ yếu tố cấu trúc vải tới độ dạt vải lụa tơ tằm Việt Nam Chơng trình xử lý sè liƯu viÕt b»ng lËp tr×nh MatLab gióp cho việc tính toán cách nhanh chóng xác giải đợc toán tối u thông số công nghệ dệt điều kiện xác định C Giá trị thực tiễn luận án Nghiên cứu đợc mối quan hệ thông số sợi, vải thông số mắc máy tới độ dạt vải lụa tơ tằm, kết luận giúp nhà thiết kế vải nh nhà s¶n xt tham kh¶o xem xÐt thiÕt kÕ cịng nh sản xuất mặt hàng để độ dạt vải nhỏ Đà triển khai thành công sản xuất mẫu lớn sở kết nghiên cứu Luận án gồm ba chơng: Ch ơng Khảo sát đặc tính vải lụa tơ tằm thông số công nghệ dệt Giới thiệu cách khái quát tính chất đặc trng, thành phần cấu trúc nguyên liệu tơ tằm, số loại vải lụa tơ tằm thông dụng Phần trình bày tính chất đặc trng vải lụa tơ tằm, thông số công nghệ quan trọng ảnh hởng đến trình dệt vải, công trình nghiên cứu tác giả nớc liên quan đến vấn đề Hớng nghiên cứu luận án đợc trình bày cuối chơng Ch ơng Đối t ợng, Nội dung Ph ơng pháp nghiên cứu Ch ơng Kết bàn luận Trình bày kết nghiên cứu luận án bao gồm: nghiên cứu tính chất đặc trng cảm giác sờ tay lụa tơ tằm Việt Nam sản xuất ảnh hởng nguyên liệu sợi, thông số công nghệ dệt tới độ dạt vải lụa tơ tằm Việt Nam Việc xác định thiết lập thông số mắc máy dệt tối u quan điểm để độ dạt vải thấp nhất; áp dụng kết nghiên cứu vào sản xuất đợc đề cập Cuối chơng kết luận luận án hớng nghiên cứu Ch ơng Khảo sát đặc tính vải lụa tơ tằm thông số công nghệ dệt Tóm l ợc Phần đầu ch ơng giới thiệu cách khái quát tính chất đặc tr ng, thành phần cấu trúc nguyên liệu tơ tằm, số loại vải lụa tơ tằm thông dụng Phần trình bày tính chất đặc tr ng vải lụa tơ tằm, thông số công nghệ quan trọng ảnh h ởng đến trình dệt vải, công trình nghiên cứu tác giả n ớc liên quan đến vấn đề H ớng nghiên cứu luận án đ ợc trình bày cuối ch ơng 1.1 Thành phần, cấu trúc tính chất tơ tằm Tơ tằm thuộc loại xơ protein thiên nhiên dạng tơ liên tục (filament) đ ợc nhả từ tuyến tơ tằm Có hai loại tơ thiên nhiên đ ợc biết đến th ơng mại sản xuất công nghiệp tơ tằm dâu (mulberry silk-worm) tơ tằm dại (wild silk-worm) Tơ tằm dâu loại tơ đ ợc nhả từ tằm ăn dâu Côn trùng sinh tằm dâu loại tằm đà đ ợc nuôi hoá nhà để khai thác từ 4000 năm Các giống tằm nuôi thuộc loài Bombyx mori Tằm dâu đ ợc phân loại sở phân bố địa lý theo số lứa nuôi năm điều kiện tự nhiên nh tằm l ỡng hệ đa hệ Tơ tằm dâu chiếm 95% sản l ợng tơ giới Bên cạnh tơ tằm dâu, tơ tằm dại chiếm khoảng 4-5% sản l ợng tơ th ơng mại giới [39] [41] Đó tơ loại tằm dại thuộc loài Antheraea (không ăn dâu) nh tơ Eri, Tasar, Tussah, Tussore, Muga, Các loại tằm ăn thầu dầu, sồi, sắn, So với tơ tằm dâu, tơ tằm dại th ờng cho sợi tơ thô hơn, độ bền độ bóng Tơ tằm dại có bề mặt thô ráp, có sọc vằn, tơ sau chuội có mầu nâu nhạt Hàm l ợng keo xerixin tơ tằm dại thấp, từ 8-15% Tơ tằm dại chủ yếu đ ợc sản xuất Trung Quốc, ấn độ, Thái Lan, Việt Nam, Tơ tằm xơ protêin dạng liên tục (filament) Mỗi sợi tơ ban đầu tằm nhả gồm hai tơ nằm song song với cấu tạo từ fibroin đ ợc phủ lớp xêrixin Xêrixin bị hoà tan n ớc sôi, fibroin không bị hoà tan Ngoài fibroin xêrixin prôtêin thiên nhiên, tơ tằm mộc (tơ sống) chứa số hợp chất hoà tan ête r ợu êtylic, l ợng nhỏ khoáng chất chất mầu Tuỳ thuộc vào giống tằm điều kiện chăn tằm mà thành phần chung kén thay đổi khoảng rộng [28] Fibroin Xêrixin Tạp chất tan ête Tạp chất tan r ợu Chất khoáng 70-80% 20-30% 0,4-0,6% 1,2-3,3% 1-1,7% Những tính chất lý tơ tằm nh Độ ẩm Độ co trạng thái ớt Trọng l ợng riêng Độ bền t ơng đối sau [28]: 11% 0,9% 1,3 g/cm 5g/Den §é gi·n ë trạng thái khô 17-25% Độ giÃn trạng thái ớt 30% Mô đun cứng 2,5 g/Den Các kết phân tích tia X đà fibroin tơ t»m cã tû lƯ tinh thĨ cao C¸c amino axit với khối l ợng phân tử thấp có khả kết bó, xếp sát thành khối chặt chẽ tạo nên vùng tinh thể Các mạch polypeptit fibroin liªn kÕt víi theo chiỊu ngang chđ u lực liên kết hiđrô phát sinh nhóm CO-NH- lực Van de van Còn đoạn mạch đ ợc cấu tạo từ axit amin có mạch polypeptit không thẳng, có nhiều nhánh vùng vô định hình tơ Một mạch polypeptit tham gia tạo thành vài vùng tinh thể, vùng tinh thể vùng vô định hình [10] Do mạch phân tử duỗi thẳng, không gấp khúc mức độ định h ớng cao mà sợi tơ tằm có độ bền đứt cao, độ đàn hồi kém, phân tử biến dạng phần tr ớc tr ợt đứt Cũng cấu tạo sợi tơ gồm vùng tinh thể định h ớng cao vùng tinh thể vô định hình làm cho tơ tằm có độ bền cao, độ đàn hồi cao so với loại xơ sợi thiên nhiên khác [4] Hình 1.1 sợi tơ tằm mặt cắt ngang sợi tơ Tơ tằm có tính chất đặc tr ng sau: Tơ tằm tơ có nguồn gốc tự nhiên có dạng liên tục Mỗi sợi tơ tằm dâu có chiều dài tới 1600m, độ nhỏ kén tằm 1,5-2D; Mặt cắt ngang tơ có dạng hình tam giác, nhờ vải tơ có khả khúc xạ ánh sáng tốt; Bề mặt sợi tơ trơn nhẵn so với len bông, lý vải tơ lại bóng mềm mại xốp; Sợi tơ có khả hút ẩm tới 30% nh ng cảm giác lạnh tiếp xúc với vải tơ; hút ẩm tơ nh đ ợc gia nhiệt thêm, điều giải thích mặc vải tơ tằm sát da ta có cảm giác thoải mái dễ chịu; Tơ tằm có độ bền t ơng đối xÊp xØ so víi nylon; T¬ t»m kÐm bỊn víi ánh sáng mặt trời 1.2 Phân loại vải lụa tơ tằm 1.2.1 Phân loại theo cấu trúc mặt hàng: vải có nguồn gốc tơ tằm tự nhiên đ ợc phân thành loại sau: vải lụa, lụa crepe-de-chine, lụa Georgette , lơa Chiffons, v¶i lơa Tussor, …[36] 1.2.1.1 V¶i lơa: loại lụa đ ợc sản xuất từ sợi dọc sợi ngang có độ săn thấp Mặt vải có cảm giác cứng, bóng láng, xốp có tính rủ tốt Sợi dọc th ờng sợi đơn có hồ chập số sợi đơn lại Sợi ngang th ờng gồm từ hai ba sợi đơn chập lại, tẩy trắng nhuộm mầu Khối l ợng vải lụa khoảng 40, 50, 60 g/m Độ nhỏ sợi dọc ngang thông th ờng 20/22D, 26/28D, 32/34D, Tuỳ thuộc mật độ vải yêu cầu, dùng l ợc dệt 100", 120" 140" Theo thống kê loại vải lụa chiếm khoảng 60-70% l ợng lụa tơ tằm dệt thoi Loại lụa th ờng có kiểu dệt vân điểm, đ ợc sử dụng để may áo sơ mi, đ ợc sử dụng để làm vải trang trí nội thất Hình 1.2 bề mặt lụa crepe-de-chine 1.2.1.2 Lụa Crepe-de-chine: lụa crếp đ ợc đặc tr ng phân bố đặn điểm ánh nhăn bề mặt vải Lụa crếp loại vải có hiệu ứng bề mặt sợi dọc tạo nên Khối l ợng vải khoảng 40-100g/m2 Yếu tè quan träng cã ¶nh h ëng tíi tÝnh chÊt lụa crếp độ săn sợi ngang, thông th ờng độ săn dao động khoảng 2000-3600vx/m Lụa mộc đ ợc dệt từ sợi dọc không xe xe với độ săn thấp sợi ngang có độ săn cao Khi lụa mộc đ ợc đ a qua công đoạn xử lý nh chuội keo tẩy trắng, sợi ngang co lại khoảng 15-25%, làm cho sợi dọc dịch chuyển vị trí t ơng đối so với sợi ngang gây biến dạng mặt vải Kết quả, mặt vải xuất nếp nhầu tự nhiên đ ợc phân bố cách đặn ®ã chÝnh lµ hiƯu øng crÕp Møc ®é hiƯu øng crếp phụ thuộc yếu tố: độ nhỏ sợi dọc ngang, số lần chập sợi, mật độ dọc độ săn sợi ngang Nếu h ớng xoắn sợi ngang theo h ớng Z S bề mặt vải tạo nên sọc đơn điệu theo h ớng dọc lặp lại sau khoảng định bề mặt vải Thông th ờng sợi ngang dệt lụa crếp có h ớng xoắn Z S đ ợc xếp xen kẽ tạo vải Một số qui luật hay sử dụng 1Z-1S, 2Z-2S, 4Z-4S, 8Z-8S, Khi độ săn sợi ngang tăng lên, sau xử lý độ co tăng hiệu ứng crếp tăng lên Có mối liên hệ chặt chẽ mức độ săn sợi ngang tính chất hình học lụa crếp Hiệu ứng crếp phụ thuộc vào độ săn, độ nhỏ t ơng quan sợi dọc ngang, mật độ vải Tính crếp tr ớc 109 Kiểu dệt có ảnh h ởng đến độ dạt sợi vải Kiểu dệt vân điểm có độ dạt sợi nhỏ so với kiểu dệt vân chéo 2/1, điều hợp lý kiểu dệt vân điểm kiểu dệt có kết cấu chặt chẽ kiểu dệt 3.2.3.3 ảnh h ởng độ chứa đầy vải: Mối quan hệ độ chứa đầy vải độ dạt tuân theo hàm số bậc nhất: y=-0,1083x+8,8684 với hệ số t ơng quan 2r=0,8511; độ chứa đầy vải tăng độ dạt vải thấp Khi độ chứa đầy vải đạt khoảng 80% vải hầu không bị dạt Độ dạt (mm) nh 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 76 77 78 79 80 81 82 83 84 y = -0.1083x + 8.8684 §é chøa đầy vải (%) R = 0.8511 Hình 3.20 ảnh h ởng độ chứa đầy tới độ dạt vải 3.2.3.4 ảnh h ởng độ lớn khe hở sợi dọc sợi ngang điểm đan: Mối quan hệ độ lớn khe hở sợi dọc/ngang độ dạt tuân theo hàm số bậc nhất: y= 0,0243x-0,1932 với hệ số t ơng quan 2=0,9282 r Độ lớn khe hở Độ dạt (mm) điểm đan sợi dọc ngang lớn độ dạt vải lớn 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 §é lín khe hë 15 20 25 30 35 y = 0.0243x - 0.1932 R2 = 0.9282 H×nh 3.21 ảnh h ởng độ lớn khe hở điểm đan sợi dọc/ngang tới độ dạt 110 3.2.4 ảnh h ởng thông số mắc máy dệt tới độ dạt vải lụa tơ tằm 3.2.4.1 ảnh h ởng thông số mắc máy dệt Để xác định mức độ ảnh h ởng thông số trình dệt vải nh sức căng sợi dọc, sợi ngang, vị trí độ cao xà hậu, thời điểm go ta sử dụng mô hình 31 ph ơng án thí nghiệm theo cách bố trí tổ hợp quay trung tâm BoxHunter; vị trí độ cao xà hậu, sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang độ chập miệng vải t ơng ứng với năm mức độ khác xoay quanh tâm (bảng 2.6, ch ơng 2) Sử dụng ch ơng trình tính toán viết lập trình MatLab cho hai tr ờng hợp hàm bậc bậc hai (chi tiết cụ thể ch ơng trình đ ợc trình bày phụ lục 3) Phân tích độ biến sai (ANOVA) ảnh h ởng t ơng tác lẫn biến: vị trí độ cao xà hậu sức căng sợi dọc (X ), 1), (X sức căng sợi ngang (X 3) thời điểm go (X ) đến độ dạt vải (Y) (phụ lục 4) Ta tìm ® ỵc mèi quan hƯ: Tr êng hỵp ®a thøc bậc nhất, mối quan hệ độ dạt vải vị trí độ cao xà hậu, sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang thời điểm go đ ợc biểu thị hàm: Y=0,08055+0,1833X1+0,00024X 2-0,01786X3+0,002X4 (3.1) đây, mức độ ảnh h ởng vị trí độ cao xà hậu thời điểm go sức căng sợi ngang sức căng sợi dọc theo thứ tự giảm dần đến độ dạt sợi vải (theo phân tÝch ANOVA, phơ lơc 3) Cã tån t¹i mèi quan hệ độ dạt sợi với sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang, độ cao xà hậu thời điểm go bằng, hệ số t ơng quan mô hình thực nghiệm mô hình lý thuyết2=0,50507 r điều cho thấy mô hình không chặt chẽ Tr ờng hợp đa thức bậc hai, mối quan hệ độ dạt vải vị trí độ cao xà hậu, sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang thời điểm go đ ợc biểu thị hàm: 111 Y=-269,42+0,6866X1 +0,3892X2+10,6648X3+0,8794X4-0.0183X1 -0,0007X220,3407X32 -0,0015X42 -0,0016X1X 2-0,0134X1 X3+0,0003X1X40,0052X2X 3+8,0275.10-6X2X 4+0,0046X3X4 (3.2) Tra bảng giá trị T-test F-test so sánh với giá trị tính toán để loại bỏ yếu tố ý nghĩa ph ơng trình ta rút kết luận: Y=-269,42+0,8794X4 -0,0007X22-0,3407X32 -0,0015X4 2-0,0052X2 X3 Nh (3.3) vËy, thêi ®iĨm go b»ng cã ảnh h ởng nhiều tới độ dạt sợi vải, tiếp đến sức căng sợi dọc sợi ngang, độ cao xà hậu ảnh h ởng Có tồn mối quan hệ chặt chẽ sức căng sợi dọc sức căng sợi ngang đến độ dạt sợi vải (hệ số t ơng quan mô hình thực nghiệm mô hình lý thuyết 2r=0,82195) 3.2.4.2 ảnh h ởng mối quan hệ sức căng sợi dọc/ngang đến độ dạt vải Hàm sè (3.3) cho thÊy cã tån t¹i mèi quan hƯ chặt chẽ sức căng sợi dọc sức căng sợi ngang trình dệt vải ảnh h ởng trực tiếp đến độ dạt sợi vải Đồ thị hình 3.22a toạ độ phẳng hình 3.22b không gian ba chiều minh họa cho ảnh h ởng mối quan hệ sức căng sợi dọc ngang đến độ dạt vải: Sức căng dọc Độ dạt 0.6 200 0.4 210 0.2 230 24 25 26 Sức căng ngang 27 28 240 260 112 Độ dạt 0.5 0.4-0.5 0.4 0.3-0.4 0.3 0.2-0.3 0.2 0.1-0.2 0.1 0-0.1 260 200 27.5 26.1 căng ngang 26.8 230 25.4 24.7 căng doc Hình 3.22 ảnh h ởng quan hệ sức căng sợi dọc/ngang đến độ dạt 3.2.4.3 Kết luận ảnh h ởng tham số mắc máy dệt tới độ dạt vải Mối quan hệ độ dạt vải thông số mắc máy dệt: sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang, độ cao xà hậu thời điểm go tuân theo hàm bậc hai: Y=-269,42+0,8794X4 -0,0007X22-0,3407X32 -0,0015X4 2-0,0052X2 X3 với hệ số t ơng quan mô hình thực nghiệm mô hình lý thuyết2=0,82195 r Mức độ ảnh h ởng thời điểm go lớn nhất, tiếp đến sức căng sợi dọc sức căng sợi ngang; có tồn mối quan hệ chặt chẽ sức căng sợi dọc sợi ngang ảnh h ởng trực tiếp đến độ dạt vải Khi dệt vải lụa tơ tằm, vị trí chiều sâu xà hậu xa tốt 3.3 Tối u hoá thông số mắc máy dệt quan điểm độ dạt vải Trên sở việc phân tích lý thuyết thực nghiệm yếu tố ảnh h ởng đến độ dạt vải lụa tơ tằm phần nghiên cứu Vấn đề đặt với loại nguyên liệu sợi định, với kết cấu vải không đ ợc thay đổi (kiểu dệt, mật độ sợi, độ chứa đầy vải, khối l ợng vải) dệt vải cần thiết lập thông số mắc máy nh để vải có độ dạt thấp ? Bài toán đ ợc giải theo ph ơng pháp tìm thông số mắc máy tối u quan điểm để độ dạt vải thấp ch ơng trình solver, Excel version 2000 113 Xuất phát từ mối quan hệ ảnh h ởng thông số mắc máy dệt đến độ dạt vải biểu thị qua hàm mục tiêu (3.2) hàm mục tiêu đà loại bỏ yếu tố ảnh h ởng (3.3) Thực tế cho thấy trình sản xuất thông số dao động phạm vị cho phép Trên máy dệt kiếm mềm model Gamma-8-R-190, Picanol (và tất loại máy dệt kiếm, dệt khí hÃng Picanol sản xuất) vị trí độ cao xà hậu đ ợc điều chỉnh từ vị trí số đến +6 Thời điểm go bằng: để kiếm kéo sợi ngang qua miệng vải nhẹ nhàng, ba tăng đập sợi ngang vào đ ờng dệt cách xác phù hợp với thời điểm đóng miệng vải, thông th ờng thời điểm go chọn từ0 280 đến 3500 vòng quay trục máy dệt Thông số sức căng sợi dọc sức căng sợi ngang phụ thuộc vào nhiều yếu tố, yếu tố chất sợi quan trọng Trên sở số liệu kiểm tra độ bền đứt, độ dÃn đứt sợi xác định sức căng mắc máy ban đầu thông qua công thøc thùc nghiƯm cđa h·ng Picanol ta cã thĨ chØ giới hạn d ới sức căng dọc ngang trình dệt vải Điều kiện ràng buộc trình dệt nh x1 ≤ +6 170 ≤ x2 ≤ 320 [cN ] 12 ≤ x3 ≤ 30 [cN ] 280 ≤ x 350 sau: (3.4) [] Giải toán tối u tìm giá trị cực tiểu cho hàm số (3.2) theo ph ơng pháp solver regression Excel; tức độ dạt vải thấp với điều kiện ràng buộc (3.4) điều kiện dệt vải máy dệt kiếm mềm model Gamma-8-R-190, Picanol Ta xác định đ ợc thông số công nghệ dệt tối u quan điểm để vải có độ dạt thấp là: chiều cao xà hậu vị trí +1, sức căng sợi dọc 200cN, 114 sức căng sợi ngang 26 cN độ chập miệng vải thời điểm 309 vòng quay trục máy dệt 3.4 áp dụng kết nghiên cứu vào sản xuất Để khẳng định kết thu đ ợc từ nghiên cứu mẫu nhỏ từ kết giải toán thiết lập thông số mắc máy dệt tối u quan điểm để vải có độ dạt thấp Hai mặt hàng: vải lụa trơn lụa Taffeta theo kết cấu nh 3.17 đ ợc sản xuất thử nghiệm: Bảng 3.17 thiết kế mặt hàng dệt tt 10 11 12 Thông số kỹ thuật Kiểu dệt Nguyên liệu dọc/ngang Độ nhỏ sợi dọc Độ nhỏ sợi ngang Mật độ dọc Mật độ ngang Khổ rộng mắc sợi Tổng số sợi dọc Số khung go Số kênh đặt sợi ngang Tốc độ máy dệt Qui trình công nghệ SX Đơn vị Lụa trơn vân điểm tơ tằm filament (20-22)x3 (20-22)x4 50 38 160 8200 350 chuéi sau dÖt Taffeta vân điểm tơ tằm filament Den (20-22)x4 Den (28-30)x6 sợi/cm 48 sợi/cm 32 cm 166 sợi 7980 khung kênh v/ph 350 chi nhm tr íc dƯt 13 M¸y dƯt kiÕm mỊm: Gamma-8-R-190, Picanol – V ¬ng Qc BØ Bảng 3.18 thiết lập thông số mắc máy dệt tt Giá trị thiết lập Lụa trơn Taffeta Chiều sâu ậxà hậu 6 Sức căng mắc máy Sức căng sợi ngang Thời điểm go b»ng Gãc më miƯng v¶i 1,8 kN 26 cN 3090 220 2,1 kN 33 cN 309 22 Ghi ậ bảng 115 Sau trình bày chi tiết cụ thể việc thiết lập thông số mắc máy dệt cho mặt hàng lụa trơn: Theo h ớng sợi ngang Sợi ngang: loại sợi filament, nguyên liệu 100% tơ tằm, độ nhỏ 20-22Dx4; số l ợng mầu 01; số kênh đặt sợi: 04 Bộ dự trữ sợi ngang: kiểu LUNA, tốc độ tở sợi 800 m/ph, chiều quay: trái/phải h ớng xoắn Z/S, hai tở sởi thiết lËp theo h íng Z, hai bé theo h íng S Ch ơng trình điều khiển sức căng sợi ngang (PFT): mục đích phanh sợi (tạo sức căng cho sợi) thời điểm mà sức căng sợi có biến đổi đột ngột trình đặt sợi ngang vào miệng vải Cụ thể thời điểm: kiếm trái bắt đầu nhận sợi từ kẹp sợi; trao sợi từ kiếm trái sang kiếm phải thời điểm giữ căng phần cuối sợi ngang cuối trình đ a sợi vào đ ờng dệt Thời điểm đóng mở phanh cho kiếm trái: bắt đầu 620 kết thúc 1620 ; cho kiếm phải: bắt đầu 190 kết thúc 2960 Sở dĩ thông số đ ợc chọn nh sợi tơ tằm loại sợi filament, trơn, có đ ờng kính bé, nhạy c¶m víi bé c¶m biÕn, rÊt dƠ tt trao sợi đầu kiếm; nên thời điểm trao sợi đ ợc thiết lập t ơng đối sớm so với sợi xơ cắt ngắn; miệng kẹp sợi đ ợc điều chỉnh tăng thêm 1/3 vòng để tăng lực kẹp giữ sợi sợi trơn dễ tuột Cơ cấu dò sợi ngang: mục đích kiểm tra vị trí sợi ngang trình đ a sợi vào miệng vải Chức dò có mặt sợi ngang miệng vải hay không ? chức dò có hay không hai sợi đ ợc đ a vào miệng vải thời điểm ? Cả hai chức thiết lập vị trí có hoạt động Thời điểm kết thúc dò sợi ngang 300 Mức độ nhậy 14, mức độ lọc sợi 4ms sợi tơ trơn nhẵn, mảnh nên phải thiết lập chế độ dò mức độ nhậy cảm cao (mức độ nhậy cực đại 15); 116 Kênh đặt sợi: sử dụng bốn kênh đặt sợi ngang, kênh đặt sợi có chuyển động độc lập với nhờ mô tơ điện kiểu b ớc riêng biệt Thứ tự kênh đặt sợi qui luật đặt sợi đ ợc vi xử lý trung tâm điều khiển đồng hoá Để hạn chế lỗi không đồng tơ ngang sử dụng bốn đầu cấp sợi ngang Theo h íng sỵi däc HƯ thèng të sỵi: xà sau kiểu TSF; số l ợng xà 01; vị trí chiều sâu xà hậu 06, vị trí chiều cao 01 Nhờ thiết lập nh mà khoảng cách tõ trơc xµ sau tíi go ci (theo thø tù từ vị trí ng ời thợ dệt) lớn, trình mở miệng vải tơ dọc bị dÃn Sức căng thiết lập 1,8 kN, giá trị lọc kiểu P; giới hạn sai lệch sức căng cho phép 15% Cơ cấu tự động dừng máy đứt sợi dọc kiểu điện, kiểm tra tất sợi dọc, phân thành vùng sau: bên trái/phải biên; Giá đ ợc thiết lập vị trÝ: theo chiỊu s©u 03, theo chiỊu cao 00; sè l ợng dàn lamen 06; lamen có kích th ớc: 165 x x 0.2mm, kiểu hở Cơ cấu tạo miệng vải: sử dụng hệ thống Dobby điện tử, số khung go tám khung Việc điều khiển thứ tự lên xuống go thực qua việc nạp liệu trực tiếp vào vi xử lý trung tâm thông qua phím chức hình giao diện máy Kích th ớc miệng vải: để miệng vải có kích th ớc nhỏ, tránh sợi dọc bị dÃn nhiều më miƯng v¶i, thiÕt lËp kÝch th íc miệng vải chế độ 22 (miệng vải cho loại vải bình th ờng đ ợc thiết lập chế độ 280 320) Cơ cấu tạo biên dạng biên xoắn, gồm ba sợi, sợi số sợi dùng để xoắn, sợi số số sợi lõi (trụ) có chuyển động lên xuống tạo nên kiểu dệt 1/1, kết cấu biên bền vững Cơ cấu cuộn vải: Quá trình cuộn vải đ ợc thực thông qua mô tơ độc lập hoạt động theo nguyên tắc mô tơ b ớc (step by step) đ ợc vi 117 xử lý kiểm soát Do vải tơ mảnh, dễ xuất lỗi dầy th a dừng máy, cấu điều hoà (điều chỉnh) giảm mật độ dày th a dừng bắt đầu khởi động lại máy (TUCO) đ ợc sử dụng thiÕt lËp ë d¹ng TUCO víi chØ sè 120%; có nghĩa vòng m ời sợi ngang sau máy đ ợc khởi động lại mật độ sợi đ ợc điều chỉnh dần phần trăm để đạt tới mật độ yêu cầu Hệ thống truyền động máy dệt sử dụng động SUMO, truyền động trực tiếp từ động tới hệ truyền động máy dệt nh cấu ba tăng, truyền động kiếm, truyền động mở miệng vải, Không dùng dây đai, khớp ly hợp, phanh nh nguyên lý cổ điển tr ớc Chính tốc độ máy dệt đ ợc thay đổi dễ dàng thông qua hình giao diện Các chuyển động chậm, tìm kiếm sợi ngang đ ợc thực nhờ động SUMO thông qua phím điều chỉnh hình Ngay vòng quay sau khởi động máy đạt đ ợc tốc độ mong muốn, lỗi dày th a giảm xuống Tốc độ máy dệt 350 v/phút Thiết lập thời điểm dừng máy: dừng máy cố sợi ngang 500 mục đích để công nhân dễ dàng thao tác xử lý lỗi chế độ tìm kiếm miệng vải xẩy cố (PF mode) Dừng máy nguyên nhân khác (xử lý sợi dọc, dừng máy sử dụng công tắc dừng máy) thời điểm 320 víi chÕ ®é chun ®éng chËm (SM mode) công nhân dễ dàng nối sợi dọc luồn qua lamen, go, l ợc dệt Sau dệt, lụa trơn mộc (số l ợng 350 m) đ ợc chuội để loại bỏ keo serixin chất giặt tẩy tổng hợp Miltopan SE (mức độ tách keo 22%) Lụa Taffeta (số l ợng 600 m, gồm năm mầu) sau dệt đ ợc giặt làm mềm 118 Kết chất l ợng vải lụa đạt đ ợc nh sau: Bảng 3.19 chất l ợng lụa trơn vµ lơa Taffeta tt Các tiêu Mật độ (sợi/10cm) Dọc Ngang §é bỊn (N) Däc Ngang Thay ®ỉi kÝch th íc (%) Dọc Ngang Góc hồi nhàu ớt (độ) Dọc Ngang Độ bền mầu giặt xà phòng 60 C Phai Dây Độ dạt sợi (mm) Dọc Ngang Khối l ợng (g/m2 ) Độ dày vải (mm) Ph ơng pháp thử Lơa tr¬n Taffeta ISO 7211 573 402 486 323 ASTM D5035 430,9 295,6 - 1,9 - 0,6 - 2,1 - 0,9 ISO 2313 110 106,7 119,2 128,0 ISO 105 4 4-5 4-5 ASTM D1336 không dạt 0,13 75,2 0,184 không dạt không dạt 90,53 0,232 ISO 3801 ISO 5084 Từ kết bảng 3.19 ta thấy: tiêu ®é bỊn, thay ®ỉi kÝch th íc, gãc håi nhµu ớt, độ bền mầu giặt xà phòng hai loại lụa tốt Lụa Taffeta không bị dạt theo hai h ớng dọc ngang Lụa trơn theo h ớng dọc t ợng dạt, theo h íng ngang: kiĨm tra 05 mÉu th× 03 mÉu không dạt 02 mẫu có dạt nh ng độ dạt thấp (0,35 mm 0,3 mm trung bình cho năm mẫu 0,13 mm), mức độ dạt nhỏ phạm vi cho phép Từ ta rút kết luận: dệt mặt hàng lụa trơn (bảng 3.17) máy dệt kiếm mềm model Gamma-8-R-190, Picanol thông số mắc máy tối quan điểm để vải có độ dạt thấp đ ợc thiết lập nh sau: độ cao xà hậu +1; sức căng sợi dọc 1,8 kN; sức căng sợi ngang 26 cN; thời điểm go 309 góc mở miệng vải 220 u 119 3.5 Kết luận ch ơng Cã thĨ sư dơng hƯ thèng thiÕt bÞ thÝ nghiƯm KESF theo ph ơng pháp Kawabata để đánh giá tiêu chất l ợng tổng hợp vải, đặc biệt cảm giác sờ tay vải lụa tơ tằm Lụa tơ tằm có cấu trúc đặc biệt tồn khe hở sợi dọc ngang điểm đan vải trạng thái không chịu tải trọng tác động Lụa trơn tơ tằm Việt Nam dệt từ sợi tơ filament theo công nghệ xử lý chuội nhuộm sau dệt tồn khe hở lớn 8,72àm so với lụa tơ tằm Taffeta 4,12àm Chính nhờ khe hở mà lụa tơ tằm có tính chất đặc biệt, sờ tay vào vải ta có cảm giác vải mềm xốp nh ng đầy đặn Và có tồn khe hở điểm đan sợi dọc ngang mà lụa tơ tằm dễ dạt so với loại nguyên liệu khác Độ lớn khe hở lớn vải dễ dạt Hệ số ma sát nguyên liệu tơ tằm (0,55) nhỏ so với (0,85); đặc biệt hệ số ma sát sợi với sợi tơ tằm nhỏ, nguyên nhân làm cho vải lụa tơ tằm dễ dạt, đặc biệt vải dệt từ sợi tơ filament Sức căng sợi dọc lớn thời điểm đập sợi ngang vào đ ờng dệt chu kỳ dệt vải; sức căng sợi ngang lớn thời điểm kiếm trái bắt đầu nhận kéo sợi vào miệng vải; kiểu dệt vân điểm có sức căng sợi dọc lớn nhất; mật độ sợi ngang tăng sức căng sợi dọc tăng lên Vải lụa dệt từ sợi tơ tằm dạng tơ filament dễ bị dạt so với vải dệt từ xơ cắt ngắn Trong phạm vi giới hạn định độ săn, độ săn sợi cao độ dạt vải giảm Kiểu dệt vân điểm có độ dạt thấp so với kiểu dệt vân chéo 2/1 Hệ số chứa đầy vải cao độ dạt vải giảm, hệ số chứa đầy vải 80% vải hầu nh không bị dạt 120 Thông số thời điểm go có ảnh h ởng lớn đến độ dạt vải; tiếp đến sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang vị trí độ cao xà hậu Khi dệt vải lụa tơ tằm, vị trí chiều sâu xà hậu xa tốt Khi dệt mặt hàng lụa trơn máy dệt kiếm mềm model Gamma-8-R190, Picanol thông số mắc máy tối u quan điểm để vải có độ dạt thấp là: độ cao xà hậu +1; sức căng sợi dọc 1,8 kN; sức căng sợi ngang 26 cN; thời điểm go 309 góc mở miệng vải 220 121 kết luận luận án h ớng nghiên cứu Đà nghiên cứu tính chất đặc tr ng cảm giác sờ tay vải lụa tơ tằm Việt Nam: Vải lụa tơ tằm có cấu trúc đặc biệt tồn khe hở sợi dọc ngang điểm đan vải trạng thái không chịu tải trọng tác động Lụa tơ tằm Việt Nam dệt từ sợi tơ filament theo công nghệ xử lý chuội nhuộm sau dệt tồn khe hở lớn 8,72àm so với loại vải lụa tơ tằm Taffeta 4,12àm Độ lớn khe hở lụa tơ tằm Việt Nam lớn so với lụa tơ tằm Nhật Bản 6-7àm Độ lớn khe hở lớn vải dễ dạt Chính nhờ khe hở mà lụa tơ tằm có tính chất đặc biệt, sờ tay vào vải ta có cảm giác vải mềm xốp nh ng đầy đặn Vải lụa tơ tằm Việt Nam có độ cứng độ cứng chống lại mềm rủ thấp vải lụa tơ tằm Nhật Bản (lụa trơn lụa Crep); lụa tơ tằm Việt Nam có độ cứng giòn, cảm giác mềm mại nh ng lại đầy tay cao lụa tơ tằm Nhật Bản Có thể sư dơng hƯ thèng thiÕt bÞ thÝ nghiƯm KESF theo ph ơng pháp Kawabata để đánh giá tiêu chất l ợng tổng hợp vải, đặc biệt cảm giác sờ tay vải lụa tơ tằm Đà nghiên cứu ảnh h ởng sợi, cấu trúc vải đến độ dạt vải lụa tơ tằm Việt Nam: Vải lụa dệt từ sợi tơ dạng filament có độ dạt lớn so với vải dệt từ sợi xơ cắt ngắn 122 Độ săn sợi cao (trong phạm vi giới hạn định) vải dạt, mối quan hệ tuân theo hàm bậc nhÊt: Y=-0,1216X+6,4994 víi hƯ sè t ¬ng quan 2r=0,9918 KiĨu dệt vân điểm có độ dạt thấp so với kiểu dệt khác Mối quan hệ độ dạt vải độ chứa đầy tuân theo hàm số bËc nhÊt: Y=-0,1083X+8,8684 víi hƯ sè t ¬ng quan 2r=0,8511 Thiết kế vải có độ chứa đầy 80% vải hầu nh không bị dạt Vải lụa sản xuất theo c«ng nghƯ xư lý chi nhm tr íc dƯt dạt so với công nghệ chuội nhuộm sau dệt Đà nghiên cứu mối quan hệ thông số mắc máy dệt đến độ dạt xác lập thông số mắc máy tối u để độ dạt vải thấp nhất: sức Mối quan hệ thông số mắc máy dệt: vị trí độ cao xà hậu1),(X căng sợi dọc (X 2), sức căng sợi ngang (X 3) thời điểm go (X 4) độ dạt vải (Y) đ ợc biểu thị ph ơng trình bậc hai: Y=-269,42+0,8794X4-0,0007X 22 -0,3407X32 -0,0015X42-0,0052X2X với hệ số t ơng quan mô hình thực nghiệm mô hình lý thuyết r2=0,82195 Thời điểm go có ảnh h ởng lớn đến độ dạt vải; tiếp đến sức căng sợi dọc, sức căng sợi ngang vị trí độ cao xà hậu Khi dệt vải lụa tơ tằm, vị trí chiều sâu xà hậu xa tốt Mặt hàng lụa trơn từ tơ tằm Việt Nam dệt máy dệt kiếm mềm model Gamma-8-R-190, Picanol với quan điểm để vải có độ dạt thấp thông số mắc máy đ ợc thiết lập nh sau: độ cao xà hậu +1; sức căng sợi dọc 1,8kN; sức căng sợi ngang 26cN; thời điểm go 3090 góc mở miệng vải 220 123 Đà áp dụng kết nghiên cứu vào thực nghiệm sản xuất hai lô vải lụa tơ tằm: lụa trơn lụa Taffeta (tổng cộng 950 m) có chất l ợng H ớng nghiên cứu tiếp theo: Nghiên cứu mối quan hệ: mức độ chuội độ lớn khe hở sợi dọc ngang điểm đan vải; Xác định độ lớn khe hở tối u để vải lụa tơ tằm có độ dạt thấp đồng thời vải thoáng khí Xây dựng phổ chuẩn cho vải lụa tơ tằm Việt Nam làm sở cho việc đánh giá chất l ợng vải lụa tơ tằm Việt Nam Sử dụng hệ thống thiết bị thí nghiệm KESF - Kawabata để xác định tính chất loại vải khác / ... tay lụa tơ tằm Việt Nam sản xuất ảnh hởng nguyên liệu sợi, thông số công nghệ dệt tới độ dạt vải lụa tơ tằm Việt Nam Việc xác định thiết lập thông số mắc máy dệt tối u quan điểm để độ dạt vải. .. nguyên liệu tơ tằm, số loại vải lụa tơ tằm thông dụng Phần trình bày tính chất đặc trng vải lụa tơ tằm, thông số công nghệ quan trọng ảnh hởng đến trình dệt vải, công trình nghiên cứu tác giả... ảnh h ởng thông số công nghệ dệt tới độ dạt vải nhằm mục đích góp phần nghiên cứu nâng cao chất lợng (đặc biệt giảm độ dạt vải) mặt hàng vải lụa tơ tằm Việt Nam khai thác cách có hiệu số tính thiết