Nghiên cứu phương pháp đánh giá độ giãn của vải dệt kim dùng cho quần áo bó sát

TỔNG QUAN VỀ VẢI DỆT KIM VÀ ĐẶC TRƯNG KÉO GIÃN

Cấu trúc cơ bản vải dệt kim [1]

Vải dệt kim được hình thành từ việc liên kết các vòng sợi theo một quy luật nhất định, mang lại cho nó tính đàn hồi, xốp và thoáng khí, khác biệt so với vải dệt thoi và vải không dệt Đơn vị cấu trúc nhỏ nhất của vải dệt kim là vòng sợi, có hình dạng đường cong không gian, được chia thành ba phần: cung kim, hai trụ vòng và các cung platin hay còn gọi là chân vòng.

Vòng sợi có thể được phân loại thành vòng kín, với hai chân vòng được thắt chặt hoặc vắt chéo qua nhau, và vòng hở, nơi hai chân vòng không được thắt kín và không vắt chéo Ngoài ra, vòng sợi còn có thể là vòng dệt phải, trong đó các trụ vòng che khuất cung kim, hoặc vòng dệt trái, nơi các cung vòng che khuất các trụ vòng.

Hình 1.2:Vòng dệt phải Hình 1.3:Vòng dệt trái

Các vòng sợi kế tiếp nhau theo hàng ngang được gọi là hàng vòng (hình 1.4) và kế tiếp nhau theo hàng dọc được gọi là cột vòng hình 1.5)

Để tạo thành vải, các vòng sợi cần được liên kết theo hai chiều Thông thường, chúng được lồng qua nhau theo hướng dọc và kết nối với nhau theo hướng ngang hoặc chéo Trong trường hợp liên kết chéo, vòng sợi của hàng vòng này được kết nối trực tiếp với vòng sợi của hàng vòng phía trên hoặc phía dưới.

Các vòng sợi liên kết theo quy luật khác nhau có thể tạo ra các kiểu dệt cơ bản và biến thể Khi kết hợp sợi màu, chi số, và vật liệu khác nhau, cùng với việc sử dụng các sợi phụ, chúng ta có thể tạo ra nhiều kiểu dệt đa dạng.

Các thông số quan trọng nhất của vải dệt kim bao gồm :

Bước cột vòng A là kỹ thuật quan trọng trong việc đan vải, thực hiện trên mặt phải của vải đan ngang với bước cột bằng chiều rộng của vòng sợi Đối với vải đan ngang hai mặt phải, thông số này được phân loại thành bước cột vòng phải hoặc bước cột vòng trái, giúp tạo nên sự đa dạng trong thiết kế.

Bước hàng vòng còn có thể hiểu là chiều cao vòng sợi (hình 1.18)

Hình 1.6: Biểu diễn bước cột vòng A và bước hàng vòng B

Chiều dài vòng sợi của vải dệt kim có thể xác định qua phương pháp tính toán lý thuyết hoặc thực nghiệm Thông thường, mẫu vải được lấy với khổ rộng 100 cột vòng, và cần ít nhất năm mẫu sợi từ mỗi tổ tạo vòng Khi đo chiều dài sợi, cần kéo căng nhẹ để duỗi thẳng các cung sợi.

- Mật độ ngang của vải P n :

Mật độ ngang của vải thể hiện số lượng cột vòng trên đoạn vải có chiều rộng 100 mm Đối với vải hai mặt phải, mật độ ngang là tổng hợp mật độ ngang của cả hai mặt vải.

- Mật độ dọc của vải P d :

Mật độ dọc của vải cho biết số lượng hàng vòng của đoạn vải có chiều dài theo hướng cột vòng đúng bằng 100 mm

- Mật độ phẳng của vải

Mật độ phẳng cho biết số lượng vòng sợi có trong diện tích vải 100 x 100 mm ( Phương pháp = Pn x Pd )

Đường kính của sợi (d) trong vải dệt kim là một đại lượng biến đổi, do sợi thường phải chịu tải trọng phức tạp và bị biến dạng nghiêm trọng, nên việc xác định thông số này một cách chính xác rất khó khăn.

Sự bố trí và liên kết các vòng sợi

Vải dệt kim được tạo thành từ các vòng sợi liên kết theo nhiều kiểu đan khác nhau, trong đó đan trơn là kiểu phổ biến nhất Kiểu đan này thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như hàng mặc lót, găng tay, bít tất và quần áo thể thao Đan trơn tạo ra vải với hai mặt phân biệt: mặt phải có cột vòng rõ ràng và mặt trái thể hiện hàng vòng với các cung kim và cung platin Tuy nhiên, nhược điểm của kiểu đan này là vải dễ bị tuột vòng và quăn mép.

Kiểu dệt trơn đan chun có hai mặt giống hệt nhau, với trụ vòng rõ ràng và các cung vòng bị che kín Vải dệt theo kiểu này có khả năng co giãn rất tốt, đặc biệt là co giãn nhiều theo chiều ngang và không bị quăn mép như kiểu dệt trơn Khi mật độ vòng tăng, độ đàn hồi của vải cũng được cải thiện, mang lại sự thoải mái cho người sử dụng.

Kiểu dệt Latxtic đan chun kép hay interlock là phương pháp đan hai chun lồng vào nhau, tạo ra những dãy cột vòng liền nhau, giúp tăng cường độ bền ma sát cho vải Vải đan chun kép có bề ngoài đẹp, tuột vòng thấp và thường được sử dụng để may quần áo Mặc dù có cùng mật độ và chiều dài vòng sợi, vải này có độ co giãn kém hơn so với chun đơn nhưng lại có độ đàn hồi lớn hơn khi kéo căng nhiều lần theo chiều ngang Đối với vải đan dọc, kiểu đan xích là kiểu đơn giản nhất, được hình thành bởi một sợi với chỉ một vòng duy nhất, rất ít co giãn và thường được kết hợp với các kiểu đan dọc khác để tạo ra các kiểu dệt phức tạp hơn hoặc để giảm độ co giãn dọc, tạo sọc dọc cho vải.

Kiểu đan trico là một phương pháp đan trơn, trong đó mỗi sợi dọc tạo vòng trên hai kim gần nhau hoặc cách nhau một số kim, tạo ra bề ngoài giống như lưới với hai mặt ít phân biệt Tuy nhiên, nhược điểm của kiểu đan trico hai kim là nếu một vòng bị đứt, vải có thể dễ dàng tuột vòng theo cột, dẫn đến việc tấm vải bị phân đôi Do đó, người ta thường ít sử dụng kiểu trico đơn để dệt vải và thay vào đó áp dụng hai trico đơn đan chập vòng theo hướng ngược nhau.

Đan atlas là một kỹ thuật đan đơn, trong đó mỗi sợi dọc tạo thành vòng trên nhiều kim của các cột kế tiếp nhau trước khi chuyển hướng.

Kiểu đan Atlas, mặc dù ít phổ biến do độ co giãn lớn và vòng bố trí không đẹp, nhưng việc kết hợp các kiểu đan cơ bản sẽ tạo ra những kiểu đan phức tạp với nhiều ưu điểm nổi bật.

1.3 Ưu điểm của vải dệt kim

Với những cấu trúc và sự đa dạng các kiểu đan như vậy nên vải dệt kim cónhiềuưu điểm như:

- Bề mặt thoáng, mềm, xốp.

- Tính co giãn, đàn hồi lớn Khi chịu lực tác dụng, độ giãn của vải lớn hơn nhiều so với độ giãn của sợi gia công.

- Giữ nhiệt tốt mà vẫn không cản trở quá trình trao đổi chất giữa cơ thể người và môi trường xung quanh tạo cảm giác mặc dễ chịu.

- Ít nhầu, dễ bảo quản và giặt sạch.

- Tính vệ sinh trong may mặc tốt.

Ứng dụng của vải dệt kim

Vải dệt kim là một loại sản phẩm phổ biến trong đời sống hàng ngày, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thời trang, y tế và thể thao.

1.4.1 V ải dệt kim ứng dụng trong các sản phẩm thời trang

Nhiều sản phẩm từ các thương hiệu nổi tiếng được làm từ vải dệt kim, mang đến cảm giác thoải mái và dễ chịu Chất liệu này không chỉ giúp người mặc cảm thấy thoải mái mà còn tôn vinh vẻ đẹp của cơ thể con người.

Hình 1.12: Ứng dụng vải dệt kim trong trang phục váy thời trang

Vải dệt kim được sử dụng rộng rãi trong sản xuất quần áo thể thao chuyên dụng như đồ bơi, trang phục đua xe và quần áo cầu lông Những sản phẩm này cần đảm bảo sự thoải mái tối đa cho người sử dụng trong quá trình vận động mạnh.

Hình 1.13: Ứng dụng vải dệt kim trong sản phẩm đồ thể thao, mặc ngoài

Do có độ co giãn tốt và thoáng khí nên vải dệt kim rất thích hợp sử dụng cho quần áo mặc lót.

Hình 1.14: Ứng dụng vải dệt kim trong sản phẩm mặc lót

Vải dệt kim còn rất phù hợp cho quần áo trẻ con đặc biệt trẻ sơ sinh bởi khả năng thấm mồ hôi và mềm mại.

Hình 1.15: Ứng dụng vải dệt kim trong sản phẩm quần áo trẻ em

Sản phẩm dệt kim định hình như: Tất (hình 1.15), găng tay, mũ

Hình 1.16: Sản phẩm dệt kim định hình

1.4 2 Vải dệt kim ứng dụng trong y dược

Vải dệt kim làm thiết bị cấyghép nhân tạo như mạch máu nhân tạo hay thiết bị hỗ trợ tim (hình 1.16)

Hình 1.17: Mạch máu nhân tạo, thiết bị hỗ trợ tim

Vải dệt kim làm tất chữa bệnh suy tĩnh mạch (hình 1.17)

Hình 1.18: Bít tất dệt kim hỗ trợ điều trị bệnh

Vải dệt kim, với những ưu điểm nổi bật, đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, không chỉ trong ngành may mặc thời trang mà còn trong y tế và thể thao Sự đa dạng và tính hữu ích của vải dệt kim đã góp phần quan trọng vào đời sống hàng ngày của con người.

Tính chất cơ học của vải dệt kim

Các tính chất cơ học của vải tạo thành một nhóm tính chất quan trọng, chi phối các quá trình gia công và ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị sử dụng của sản phẩm.

- Khối lượng riêng của vải :

Khối lượng riêng g/m² là thông số kỹ thuật quan trọng của vải, thể hiện đặc trưng sử dụng và lượng nguyên vật liệu tiêu hao cho mỗi mét vuông vải, đồng thời phản ánh tính kinh tế trong quá trình sản xuất.

Biến dạng kéo của vải dệt kim được xác định thông qua các mẫu thử kích thước 100 x 100 mm, với độ bền và độ giãn đứt là những yếu tố quan trọng Để đảm bảo vải không bị đứt gần mép hàm kẹp trong quá trình thử nghiệm, bề rộng của các mẫu thử cần được cắt thu hẹp lại.

Để tiến hành thử nghiệm vải với kích thước 50 mm, các mẫu vải cần được lắp đặt trên máy thử trong trạng thái không tải Quá trình kẹp chặt mẫu phải tuân thủ kích thước quy định Các phép thử độ bền kéo sẽ được thực hiện riêng biệt theo hai hướng: cột vòng và hàng vòng.

Biến dạng uốn của vải dệt kim ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất sử dụng như độ mềm mại, độ nhàu và độ đàn hồi Đặc trưng này có thể được xác định thông qua phương pháp đo mô men uốn Mo tác dụng lên bàn kẹp chặt 3, tương ứng với các độ cong khác nhau của mẫu thử.

Biến dạng trượt của vải dệt kim được thực hiện bằng cách kẹp chặt mẫu thử 1 giữa hai bàn kẹp 2 và 3 Bàn kẹp trên có khả năng quay quanh trục O, trong khi bàn kẹp dưới chịu tải từ lực F.

Các góc nghiêng α của bàn kẹp chặt 2 và góc lệch θ của vải được đo tương ứng với các giá trị xác định của tải trọng F

- Tính ổn định kích thước của vải dệt kim :

Vải dệt kim thường không ổn định về kích thước và hình dạng của các sản phẩm dệt kim có xu hướng thay đổi theo thời gian Trong quá trình gia công và sử dụng, vải dệt kim trải qua nhiều trạng thái khác nhau.

Trong quá trình dệt vải trên máy, vải thường bị co lại, dẫn đến sự thay đổi về các thông số hình học của nó Khi vải đi qua các trục kéo, nó sẽ được giảm tải và chỉ bị kéo căng nhẹ trong cuộn vải.

+ Vải xuống máy : Vải xuống máy dần đi vào trạng thái ổn định tương đối

Trong quá trình hồi phục, vải thường trải qua sự co dọc mạnh mẽ, trong khi sự co ngang lại diễn ra không rõ rệt Sau khi khô, vải chỉ đạt được trạng thái ổn định tương đối.

Vải sau hồi phục ướt trải qua quá trình ngâm trong nước có chất thấm, sau đó được sấy khô, giúp tăng cường độ ổn định và khả năng hồi phục Sau giai đoạn này, vải vẫn duy trì trạng thái ổn định tương đối nhưng với mức độ hồi phục cao hơn Đặc biệt, vải đã được giặt nhiều lần có xu hướng giữ hình dạng tốt hơn và đạt độ ổn định kích thước cao nhất.

Trạng thái hồi phục hoàn toàn của vải đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các loại vải dệt kim có độ ổn định kích thước tốt hơn Hiểu rõ vấn đề này là điều cần thiết để nâng cao chất lượng và tính bền vững của sản phẩm vải.

Khi may vải, nhiều yếu tố như tốc độ may, chỉ số chỉ, chỉ số kim, mật độ mũi may, lực nén chân vịt và sức căng chỉ kim đều ảnh hưởng đến tính ổn định kích thước của vải dệt kim Sự biến dạng của vải trong quá trình may có thể làm giảm giá trị sử dụng và tính năng bảo vệ cơ thể của sản phẩm.

- Tính tuột vòng của vải dệt kim

Tính tuột vòng là một nhược điểm lớn của vải dệt kim, ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình gia công và sử dụng Hiện tượng tuột vòng có thể dẫn đến việc vải bị phá hủy dần theo thời gian Tuy nhiên, nếu vải dệt kim được thiết kế với các biên không tuột vòng, vấn đề này sẽ được khắc phục hiệu quả.

- Tính quăn mép của vải dệt kim

Tính quăn mép là một nhược điểm phổ biến của vải dệt kim Cụ thể, ở vải một mặt, các mép biên ngang thường quăn sang mặt phải, trong khi các mép dọc lại có xu hướng quăn sang mặt trái.

Vải kép với hai mặt giống nhau thường không gặp tình trạng quăn mép Nếu có hiện tượng quăn mép, nó chỉ xuất hiện dưới dạng uốn sóng của các hàng vòng đối với vải hai mặt phải hoặc các cột vòng đối với vải hai mặt trái.

Biến dạng kéo giãn

Kéo giãn xơ hoặc sợi là quá trình tác động lực theo chiều dọc, do kích thước ngang của xơ và sợi rất nhỏ so với chiều dài Các xơ được phân bố dọc theo trục của sợi, tạo ra một loại biến dạng quan trọng trong ngành công nghiệp sợi.

1.6.1 Kéo giãn nửa chu trình

Xơ và sợi có 2 cách thử:

Cách 1: Lực tác dụng tăng liên tục theo một quy luật trong khoảng thời gian ngắn cho đến khi mẫu vật bị đứt Tại thời điểm mẫu đứt, lực kéo và độ giãn sẽ được xác định Thời gian tác dụng của lực là không thay đổi.

Cách 2: Mẫu sẽ chịu tác dụng của tải trọng không đổi kéo giãn nhiều giờ hoặc nhiều ngày Cách thử mẫu kiểu này cũng có thểlàm mẫu bị đứt.

Một đoạn sợi có chiều dài L0 được đặt dưới tác dụng của lực P theo hướng dọc trục Khi lực P được tăng dần, đoạn sợi sẽ kéo dài cho đến khi bị đứt Tại thời điểm đứt, chiều dài của sợi trở thành L1, với L1 > L0 (Hình 1.21).

Hình 1.21: Thí nghiệm phép thử kéo nửa chu trình

1.6.1.1 Các đặc trưng cơ học của xơ và sợi khi kéo giãn nửa chu trình phá hủy mẫu Độ bền tuyệt đối (P d ): Còn gọi là độ bền kéo đứt hoặc tải trọng đứt – Là lực lớn nhất giữ vật liệu cho đến khi vật liệu bị đứt Pd được tính theo các đơn vị mN, cN, N, glực, kglực,… Độ bền tương đối P 0 : Là quan hệ giữa độ bền tuyệt đối Pdvới độ nhỏ T của xơ hoặc sợi, tính bằng công thức:

T( glực tex ; glực.Km g ; cN tex) (1.2) P

Trong đó: Pdlà độ bền tuyệt đối hay tải trọng đứt (Lựclớn nhất mà xơ sợi chịu đựng đượckhi bị phá hủy (đơn vị: cN)

T: độ nhỏ xơ sợi (tex). Đơn vị của P0là: cN/Tex; mN/Tex; glực/Tex; kglực/Tex, …

P0 là khả năng chịu lực kéo giãn của xơ sợi tới khi bị phá hủy tính cho một đơn vị độ mảnh của xơ, sợi.

Giá trị P0 của vật liệu càng lớn thì khả năng chịu lực kéo giãn của nó càng cao Ứng lực đứt (σ d) được xác định bởi độ bền tuyệt đối Pd trên một đơn vị diện tích S của mẫu, theo công thức σ d = P d.

S ( Kglực mm 2 ; d a N mm 2 ) (1.3) Trong đó: σ d là độ bền vật liệu tính cho một đơn vị tiết diện ngang.

S: diện tích mặt cắt ngang của mẫu (m 2 , mm 2 )

G = Pd.N.𝛾𝛾 [ Kglực mm 2 ; d a N mm 2 ] (1.4) Trong đó: σ d là độ bền vật liệu tính cho một đơn vị tiết diện ngang.

G: khối lượng của vật liệu (mg) L: chiều dài của vật liệu (mm) N: chi số của vật liệu

𝛾𝛾: khối lượng riêng (mg/mm 3 )

Chiều dài đứt L d : Là chiều dài mà khối lượng vật liệu tương ứng với tải trọng đứt của mẫu thử (km) Chiều dài đứt Ldxác định theo công thức:

G [kglực.mm/g] (1.5) Trong đó: Pd – Là độ bền đứt (kglực)

G: khối lượng của vật liệu (g) L: chiều dài của vật liệu (mm) Chiều dài đứt là chiều dài khi treo một đầu xơ hoặc sợi lúc đó mẫu (xơ và sợi) sẽ bị đứt dưới tác dụng của khối lượng bản thân.

Chiều dài đứt là một chỉ số quan trọng phản ánh độ bền tương đối của vật liệu Độ giãn đứt được xác định bằng độ giãn toàn phần tuyệt đối (ld), thể hiện sự tăng chiều dài của mẫu (xơ hoặc sợi) khi bị kéo căng cho đến khi đứt Công thức tính độ giãn đứt là: ld = LK – L0 [mm], trong đó L0 là độ dài ban đầu của mẫu trước khi kéo giãn, tính bằng mm.

LKlà độ dài mẫu khi đứt [đơn vị: mm]

Độ giãn đứt toàn phần tương đối (𝜀𝜀 𝑑𝑑) phản ánh khả năng giãn nở của mẫu cho đến khi bị phá hủy, được tính bằng phần trăm so với chiều dài ban đầu của mẫu Công thức tính được biểu diễn như sau: εd = (l d - l 0) / l 0 100 [%], trong đó l d là chiều dài sau khi giãn và l 0 là chiều dài ban đầu.

1.6.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến các đặc trưng khi kéo giãn nửa chu trình phá hủy mẫu

Khi kéo giãn xơ sợi, nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của chúng Tăng nhiệt độ sẽ làm giảm độ bền và độ giãn của xơ sợi, trong khi giảm nhiệt độ sẽ tăng độ bền nhưng lại giảm độ giãn.

Khi độ ẩm tăng cao, các xơ và sợi sẽ trở nên kém bền do sự thẩm thấu của các phân tử hơi nước vào bên trong, làm yếu đi liên kết giữa các phân tử cấu tạo nên chúng.

Tốc độ kéo giãn ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và độ giãn của vật liệu; khi tăng tốc độ kéo giãn, độ bền sẽ tăng nhưng độ giãn sẽ giảm, trong khi khi tốc độ kéo giãn thấp, kết quả sẽ ngược lại.

Chiều dài mẫu thử ảnh hưởng đến độ bền và độ giãn của vật liệu; mẫu dài hơn yêu cầu thời gian kéo đứt lâu hơn, dẫn đến độ bền nhỏ hơn và độ giãn lớn hơn so với mẫu ngắn Hơn nữa, mẫu dài có nhiều vị trí xung yếu (khuyết tật) hơn trong cấu trúc và bề mặt, làm tăng khả năng đứt gãy.

Phương pháp giữ mẫu trong thử nghiệm độ bền có thể thực hiện bằng cách tạo thành nút sợi ở giữa đoạn mẫu hoặc sử dụng hai sợi thí nghiệm tạo thành vòng mắc vào nhau Sau đó, kẹp hai đầu sợi của từng sợi vào trong cặp của máy thử Tuy nhiên, kết quả thu được từ phương pháp này thường kém chính xác và các đặc trưng kéo đứt nhận được thường giảm nhiều so với phương pháp thông thường.

+ Sức căng ban đầu: Là sức căng ban đầu của mẫu khi mắc vào hàm kẹp

Xơ sợi dệt thông thường không hoàn toàn duỗi thẳng Mẫu có sức căng ban đầu thấp thường có

1.6.1.3 Các máy thử kéo nửa chu trình

Theo cấu trúc các máy thử kéo nửa chu trình chia làm 3 nhóm:

Nhóm 1: Những máy thử kéo với tốc độ di chuyển của kẹp dưới không đổi Những máy này sử dụng con lắc, hoặc bộ đo lực bằng lò xo Máy thử kiểu con lắc thường trang bị thêm bộ phận đo biến dạng của mẫu Máy có bộ biến tốc để điều chỉnh và chọn tốc độ kéo theo yêu cầu.

Độ giãn của vải

Kéo giãn xơ hoặc sợi là quá trình tác động lực theo chiều dọc, do kích thước ngang của xơ và sợi rất nhỏ so với chiều dài của chúng Các xơ cũng phân bố dọc theo trục sợi, tạo ra một loại biến dạng quan trọng trong ngành xơ sợi.

1.7.1 Ý nghĩa độ giãn của vải Độ giãn của vải có ý nghĩa rất lớn trong thực tế Nó được dùng để:

- Thiết kế các trang phục mặc ôm sát, tạo ra những sản phẩm được sử dụng cho số lượng đông người tiêu dùng.

- Mang lại vẻ đẹp cho người tiêu dùng mà khônggây ảnh hưởng đến sức khỏe, mang lại cảmgiác thoải mái dễ chịu trong quá trình vận động.

1.7.2 Nguyên nhân s ự co giãn của vải dệt kim đan ngang

Sự co giãn của vải dệt kim đan ngang chính là kết quả sự tác động tổng hợp của hai nhóm yếu tố [1]

- Nhóm yếu tố liên quan tới cấu trúc vật liệu, bao gồm cấu trúc xơ, cấu trúc sợi, cấu trúc vải.

Trong quá trình gia công và sử dụng sản phẩm, các yếu tố tác động lên cấu trúc vật liệu được thể hiện qua đồ thị kéo giãn vải dệt kim Ở giai đoạn đầu, các vòng sợi bị biến dạng và xảy ra sự trượt của các điểm liên kết dọc theo các cung sợi Tiếp theo, độ dốc của đường cong biến dạng tăng đột ngột, với sự biến dạng mạnh mẽ của các sợi và sự tiếp tục trượt của các điểm liên kết cho đến khi các sợi cạnh nhau tiếp xúc và ép vào nhau Cuối cùng, sự biến dạng của sợi đạt mức tối đa, chủ yếu diễn ra sự biến dạng dài, dẫn đến việc mẫu thử bắt đầu đứt và hoàn toàn bị phá hủy trong giai đoạn tiếp theo.

Đồ thị kéo giãn của vải dệt kim cho thấy đường cong biến dạng kéo có đặc trưng phi tuyến rõ rệt Các loại vải có cấu trúc phức tạp thường biểu hiện đặc trưng biến dạng phức tạp hơn Quá trình thử nghiệm tính chất biến dạng kéo hai chiều của vải cũng trở nên phức tạp hơn Để mô tả sự trượt chuyển của các điểm liên kết và sự biến dạng của vòng sợi, các nhà khoa học đã đưa ra cấu trúc vòng sợi nhằm dễ dàng quan sát hiện tượng này.

Hình 1.27: Biến dạng của vòng sợi khi tác dụng lực theo chiều cột vòng

Hình 1.28: Biến dạng của vòng sợi khi tác dụng lực theo chiều ngang

Hình 1.29: Biến dạng vòng sợi khi tác dụng lựcđều theo cả hai chiều dọc và ngang

Bản chất của sự co giãn của vải dệt kim là sự trượt chuyển của các điểm liên kết và sự biến dạng của sợi Sự trượt này được thể hiện qua sự thay đổi đột ngột về độ dốc của đường cong biến dạng Khi các sợi biến dạng, các điểm liên kết tiếp tục trượt cho đến khi các sợi cạnh nhau tiếp xúc và tỳ ép vào nhau, đạt đến mức tối đa.

Ảnh hưởng của độ giãn vải dệt kim tới cơ thể người mặc

Theo nghiên cứu của Zimin Jin và cộng sự, áp lực mà trang phục bó sát tạo ra lên cơ thể khác nhau tùy vào vị trí Cảm giác thoải mái giảm dần từ lớn đến bé theo thứ tự là: mạng sườn, vai, cánh tay, ngực và lưng ở phần trên cơ thể Đối với phần dưới, áp lực thoải mái giảm từ lớn đến bé theo thứ tự là hông, eo, bụng, đùi và dọc đùi ngoài Bảng 1.1 cung cấp giá trị tham khảo về áp lực mà cơ thể cảm thấy thoải mái khi mặc quần áo bó sát.

Bộ phận Áp lực thoải mái (kPa) Bộ phận Áp lực thoải mái (kPa)

Mạng sườn 0,131 ~ 0,308 Dọc đùi ngoài 0,321 ~ 0,721

Trích nguồn: “ A study on the Dynamic Pressure Comfort of Tight Seamless Sportswear’ JFBI Vol.1 No.3, phương pháp 45-52 - (zimin Jin et at (2008)

Theo nghiên cứu của Li và Wong, thiết bị được xây dựng dựa trên thử nghiệm với 6 phụ nữ từ 21-29 tuổi, nhằm xác định áp lực tối ưu mà cơ thể cảm thấy thoải mái khi mặc quần áo bó sát Khi cơ thể di chuyển, các cơ bắp co giãn khác nhau và nhiều cử động tác động lực lên vải, đặc biệt là với trang phục bó sát Những trang phục này chịu ảnh hưởng lớn từ lực tác dụng, tạo ra áp lực lên người mặc; nếu áp lực nằm trong mức cho phép, người mặc sẽ cảm thấy thoải mái, nhưng nếu vượt quá, sẽ gây khó chịu.

Hình 1.30: Độ giãn của vải ở một số vị trí trên cơ thể

Các phương pháp đo độ giãn của vải

Có nhiều phương pháp đo độ giãn của vải tuy nhiên đa số được thực hiện theo

1 chiều, các tiêu chuẩn đo độ giãn như sau: a TCVN 5098 – 90: Phương pháp xác định độ nén cổ chun của bít tất

- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu theo TCVN 5099 – 90

- Mục đích:Đo kích thước để tính áp suất nén của cổ chun

- Phương tiện thử nghiệm:Máy thử độ bền kéo, nén làm việc theo nguyên tắc vận tốc kéo không đổi, có khoảng lực kéo giãn từ 0 -50N

+ Tiến hành thí nghiệm trong điều kiện khí hậu quy định

+ Lực căng ban đầu được quy định: Đối với tất có chiều cao chun cổ ≥ 7,5 cm là

100 cN nếu có chiều cao chun cổ ≤ 7,5 cm là 50 cN.

+ Vận tốc kéo mẫu là 100 ± 10 mm/phút

Để đo chiều cao cổ chun, cần trải phẳng mẫu trên bàn và sử dụng thước đo tại ba vị trí khác nhau Giá trị trung bình từ ba lần đo này sẽ được sử dụng để tính áp suất nén của cổ chun Độ nén của cổ bít tất (Pn) được tính bằng cN/cm², tương ứng với áp suất mà cổ chun có chiều cao đã đo.

Khi tác dụng lên vật hình trụ có chu vi gấp đôi chiều rộng của cổ chun cơ bản, lực kéo sẽ ảnh hưởng đến độ nén của cổ chun Độ nén này được tính theo công thức cụ thể, giúp xác định mức độ biến dạng của vật liệu dưới tác động của lực.

Pn = (3.14 x Fcb)/(2 x Lcb x A) (1.18) Trong đó : Pn là độ nén của cổ chun

Lcb là chiều rộng cổ chun tất tính bằng cm

Fcb là lực kéo vòng chun tính bằng cN b TCVN 5099 – 90: Phương pháp xác định độ giãn của bàn tất khi kéo

- Mục đích: Xác định độ giãn của bàn bít tất khi kéo trước và sau khi giãn.

- Lấy mẫu: Từ mẫu đơn vị bao gói lấy ít nhất 4 mẫu thử Trước khi thử giữ mẫu trong điều kiện khí hậu quy định của TCVN 1748.

+ Máy đo độ dài chuyên dùng hoặc máy thử độ bền kéo nén có bộ gá thích hợp + Cặp mẫu và tạo lực căng ban đầu

+ Hai vòng căng mẫu có đường kính ngoài bằng đường kính của gót và đường kính trong nhỏ hơn đường kính ngoài 7mm

+ Tiến hành thử trong điều kiện khí hậu quy định của TCVN 1748

+ Vận tốc chuyển động của ngàm là 100mm/phút

+ Chọn lực căng ban đầu

+ Độ giãn dư của bàn tất (Ed) được xác định theo công thức:

Chiều dài ban đầu D1 được đo khi áp dụng lực căng 30N, với đơn vị tính là cm Sau khi kéo, chiều dài bàn tất D3 được ghi nhận, cũng tính bằng cm.

- Độ giãn đàn hồi của bàn tất (Eđh)

𝐷𝐷1 x100% (1.20) Trong đó: D2: là chiều dài bàn tất đo ở lực kéo 30N, tính bằng cm

- Độ giãn toàn phần của bàn tất (Etp) tính bằng phần trăm là tổng độ giãn dư đàn hồi của bàn tất

Etp= Ed+Edh (1.21) c.Phương pháp ASTM 2594a: Phương pháp xác định độ giãn của vải có độ giãn thấp

- Mục tiêu:Xác định tính chất kéo giãn và giãn dài của vải có độ giãn thấp

+ Máy kéo giãn có ghi lại kết quả kéo giãn dưới dạng biểu đồ kết quả thí nghiệm

+ Quả nặng : Khối lượng quả nặng trong khoảng 0 – 2,27kg

- Dụng cụ:Đồng hồ bấm giây, thước đo 500mm, bộ phận kẹp mẫu

Lấy 5 mẫu với kích thước 125mm ± 3mm x 500 ± 10mm theo cả chiều dọc và ngang, cắt đúng canh sợi và cách mép 25mm Khi cắt, cần để lại lượng dư đường may từ 6 đến 13mm theo chiều dài mẫu Trước khi tiến hành thí nghiệm, các mẫu cần được đặt trong điều kiện chuẩn ít nhất 24 giờ.

- Điều kiện thí nghiệm:Điều kiện chuẩn t = 25ºC ± 2 và độ ẩm = 65

Cho phép tải trọng thay đổi theo các khoảng thời gian nhất định Sau đó, tiến hành đo kích thước mẫu khi nó chịu tải trọng tối đa Kiểm tra mẫu bằng cách gá mẫu lên thiết bị, trong đó thiết bị gá cần có không gian tự do ở đầu dưới để treo tải trọng.

Mẫu vải được thử nghiệm qua 4 chu kỳ, mỗi chu kỳ kéo dài 6 giây với tải trọng từ 0 đến 2,27kg, gọi là Go Sau khi hoàn thành 4 chu kỳ này, mẫu sẽ được kiểm tra ở chu kỳ thứ 5 với sức căng lý thuyết trong khoảng 5-10 giây.

Trong đó chiều dài ban đầu của mẫu là A

Chiều dài mẫu sau 60s + 5s gọi là kích thước B

Chiều dài mẫu sau 1h + 5s gọi là kích thước C

Chiều dài mẫu ở thời điểm kéo căng gọi là D

Kích thước A, B, C, D được xác định như đã nêu, với các mẫu được tính toán cho phép sai số 1% Phương pháp ASTM D 1775 được sử dụng để xác định độ giãn và độ giãn dư của vải có độ giãn cao.

- Mục đích thí nghiệm: Xác định tính chất kéo giãn và giãn dài của vải có độ giãn cao

Khi sử dụng thiết bị thí nghiệm, cần lưu ý rằng một số máy đã được trang bị bộ phận tải trọng hoặc các bộ đo sức căng và kích thước mẫu, do đó không cần chuẩn bị thêm thiết bị này Tuy nhiên, nếu máy chỉ có chức năng kéo, thì cần phải bổ sung các thiết bị như quả nặng để tạo sức căng và thước đo kích thước mẫu.

Chúng tôi đã tiến hành lấy 5 mẫu vải với kích thước dọc và ngang, đảm bảo khoảng cách 10% từ biên vải Kích thước của mẫu thí nghiệm là 250 ± 2mm x 75 ± 1,2mm, trong khi mẫu bán thành phẩm có kích thước 350mm x 75mm.

Với những mẫu mà khi cắt biên vải dễ bị tuột thì ta có thể lấy kích thước chiều ngang mẫu lớn hơn tới 98mm.

+ Điều kiện phòng thí nghiệm: t= 25ºC ± 2ºC và độ ẩm w = 65% ± 2%

+ Thí nghiệm kiểm tra độ giãn dư: Phương pháp thực hiện giống tiêu chuẩn ASTM 2594a Nhưng khi kéo chú ý các điểm sau:

Quá trình kéo mẫu được thực hiện qua ba chu kỳ kéo giãn khác nhau: 20%, 40% và 60% Đầu tiên, mẫu được kéo đến độ giãn 20%, sau đó nhả tự do và tiếp tục kéo giãn đến 40%, rồi lại để mẫu về trạng thái tự do Cuối cùng, mẫu được kéo tới độ giãn 60% và cũng được đưa về trạng thái tự do Kết quả của các quá trình kéo được ghi lại trên máy dưới dạng biểu đồ hoặc giá trị lực kéo.

Thí nghiệm đo độ giãn của mẫu được thực hiện bằng cách tính phần trăm độ giãn tại sức căng tiêu chuẩn Lực kéo tiêu chuẩn được chọn là 9,07 N, tuy nhiên có thể sử dụng tải trọng khác miễn là phù hợp với yêu cầu thí nghiệm.

Trong thí nghiệm, mẫu được kéo qua ba chu kỳ khác nhau Ở chu kỳ đầu tiên, tải trọng được áp dụng là 9,07N, sau đó tải trọng được bỏ Các chu kỳ thứ hai và thứ ba cũng được thực hiện theo cách tương tự Kết quả của thí nghiệm sẽ được ghi lại trên máy.

- Kết quả độ giãn dư được tính theo công thức:

Chiều dài mẫu bị kéo căng (L) được tính theo công thức L = F/W (1.22), trong đó F là lực kéo đo được và W là độ rộng mẫu ban đầu Phương pháp xác định lực kéo giãn ban đầu lớn nhất để đạt độ giãn theo tiêu chuẩn NF07 -196, phương pháp 1.

Máy kéo đứt đa năng RTC-1250 A của Nhật Bản được sử dụng tại Trung tâm thí nghiệm Vật liệu dệt may và Da giày thuộc trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra và đánh giá chất lượng vật liệu, đảm bảo tiêu chuẩn trong ngành dệt may và da giày.

Hình 1.31: Máy kéo đứt đa năng RTC-1250 A của Nhật Bản

Để chuẩn bị mẫu thử, kích thước vùng làm việc cần đạt là 100mm x 50mm, với phần mép vải kẹp giữ mẫu ở mỗi đầu tối thiểu 50mm Do đó, kích thước tối thiểu của mẫu thử phải là 200mm x 50mm Khi tiến hành đo và cắt mẫu, cần thực hiện theo cột vòng để tránh hiện tượng cắt đứt vòng sợi trong cùng một cột vòng.

Cắt mẫu: 5 băng vải ứng với mỗi mức kéo giãn là 10%, 20%, 30%,40%, 50%, 60% Với ký hiệu mẫu như sau: Số thứ tự mẫu, mức kéo giãn

Giữ mẫu đã cắt trong điều kiện khí hậu quy định TCVN 17748-86 không ít hơn 24 giờ Tất cả thí nghiệm đã được thực hiện trong cùng điều kiện.

- Vải bị kéo giãn với tốc độ 500mm/phút Giữ mẫu ở trạng thái bị kéo căng 10% trong vòng 30 phút

- Sự thay đổi ứng suất lớn nhất là trong 5 phút đầu tiên Sau đó ghi lại kết quả ở các thời điểm: 0’, 1’, 2’, 3’, 4’, 5’ 6’ 7’ 8’,9’ 10’,15’,20’,25’,30’.

- Các mẫu đều được tiến hành tương tự như trên với các mức kéo giãn 20%,

Các công trình đã nghiên cứu về phương pháp đánh giá độ giãn

Theo các bài báo trên tạp chí Khoa học thế giới, nhiều thử nghiệm đa trục chưa thành công do thiếu chuẩn hóa từ các tổ chức quốc tế Do đó, phương pháp thử nghiệm theo hai trục đã được nghiên cứu và áp dụng, cho kết quả gần giống với thực tế cho một số loại vật liệu tổng hợp Để thu thập dữ liệu hữu ích về độ bền, mẫu hai trục cần đáp ứng các yêu cầu nhất định.

- Một dải hai trục đồng nhất đủ rộng phải được tạo ra để đo sức căng

- Không có tải trọng giả (ngoài lực kéo và lực nén) tác dụng lên vật mẫu

- Các mẫu phải chấp nhận tỷ lệ tải hai trục tùy ý

- Mẫu thiết kế để thử nghiệm hai trục có thể được phân loại thành ba nhóm chính: i) ống, ii)các tấm mỏng và iii) chữ thập [8]

Độ tăng giảm áp suất trên ống làm giảm độ chính xác của phương pháp này so với các thiết lập sử dụng tấm phẳng Nghiên cứu cho thấy áp lực cao thường tập trung ở các đầu bị kẹp.

Hình 1.32:Mẫu ống mỏng vách [8]

Mẫu chữ thập hai trục là một phương pháp tiếp cận trực tiếp nhằm đạt được trạng thái ứng suất hai trục chính xác, và phương pháp này đã được chấp nhận rộng rãi trong ngành.

Theo đề nghị của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này một mẫu hình chữ thập lý tưởng cần đạt được các tính năng sau:

+ Nó phải có khả năng tạo ra một hai trục trường ứng suất / biến dạng đủ rộng và đồng nhất trong khu vực cần đánh giá

+ Khu vực đánh giá được xác định trước

+ Hình chữ thập cần chịu được tỷ lệ tải hai trục trong mộtphạm vi mong muốn

+ Sự chuyển tiếp giữa vùng đo và các khu vực được tăng cường nên từ từ để tránh sự tập trung sức căng không mong muốn

+ Bán kính băng hình chữ thập nên càng nhỏ càng tốt để giảm hiệu ứng gấp đôi sức căng,

Dựa trên tài liệu tham khảo, một nghiên cứu đã được thực hiện để cải thiện thiết kế hình chữ thập Thiết kế mới có khu vực đo hình thoi, giúp đồng nhất sức căng và phân phối sức căng, giảm thiểu sự tập trung căng thẳng thường thấy ở các thiết kế khác do khoảng cách ngắn giữa các khu vực đánh giá và các góc của cánh chữ thập Bên cạnh đó, các góc được gọt lượn nhằm tránh khu vực tập trung sức căng.

Hình 1.33:Mẫu chữ thập hình thoi-windowed [8]

Máy thí nghiệm hai trục là thiết bị cần thiết để áp dụng tải lên mẫu vật, đáp ứng các yêu cầu cụ thể trong quá trình thử nghiệm.

- Các tải áp dụng cho một mẫu chữ thập phải được căng thẳng hoặc nén rõ ràng, tránh cắt giả hoặc uốn tải

Trong suốt quá trình thử nghiệm, việc duy trì sự ổn định giữa các trục tải là rất quan trọng Kết quả trung tâm của mẫu vật cần phải được giữ cố định, hoặc trục tải phải di chuyển cùng với mẫu vật để đảm bảo tính chính xác của thí nghiệm.

- Những yêu cầu này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một hệ thống điều khiển hoạt động, hoặc bằng phương phápcơ học thụ động

- Phép đo quang được thực hiện với máy ảnh CCD 600 * 800 điểm ảnh và ống kính 16 mm hoặc 50 mm Độ phân giải tối đa của hệ thống là 0,02% biến dạng.

Kết luận chương 1

Qua nghiên cứu ta thấy rằng:

Vải dệt kim là lựa chọn lý tưởng cho ngành may mặc nhờ vào khả năng co giãn vượt trội Sản phẩm may mặc từ vải dệt kim, đặc biệt là những trang phục bó sát, đang ngày càng trở nên phổ biến và đa dạng trên thị trường.

Nghiên cứu về độ giãn của vải khi mặc trên cơ thể người là cần thiết để có thể thiết kế đảm bảo tính tiện nghi của quần áo

Khi mặc quần áo, vải sẽ bị biến dạng theo nhiều chiều, và khả năng co giãn của vải dệt kim ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm may Phương pháp thử nghiệm vải đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn chất liệu và đánh giá khả năng co giãn của vật liệu Hiện tại, việc đo độ giãn của vải dệt kim chủ yếu chỉ được thực hiện theo một chiều, trong khi thực tế vải chịu tác động của hai chiều đồng thời Do đó, việc phát triển phương pháp đánh giá độ giãn của vải dệt kim theo hai chiều là rất cần thiết Mặc dù đã có một số nghiên cứu về phương pháp đo 2D trên các loại vải khác nhau, vẫn chưa có tiêu chuẩn chính thức nào được công bố.

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNGVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng phương pháp đánh giá độ giãn theo 2 chiều của vải dệt kim.

Đối tượng nghiên cứu

2.2.1 Đặc trưng giãn của vải Đặc trưng giãn 2 chiều qua các chu trình kéo giãn

2.2.2 Vải dệt kim dùng cho quần áo bó sát

Để xây dựng phương pháp đánh giá độ giãn của vải, cần tiến hành thử nghiệm trên ba loại vải khác nhau nhằm kiểm tra khả năng đo lường của thiết bị Trong đó, vải dệt kim single từ sợi bông sẽ đại diện cho nhóm vải có độ giãn nhỏ và độ giãn do co rút vòng sợi.

+ Vải dệt kim có đệm sợi đàn hồi (đại diện cho nhóm vải có độ giãn trung bình và giãn do sợi)

+ Vải dệt kim từ sợi đàn hồi (đại diện cho nhóm vải có độ giãn lớn)

Mẫu vải 2 Màu xanh 85% Polyester và 15%

Mẫu vải 3Màu vàng 100% cotton

Nội dung nghiên cứu

Để nghiên cứu phương pháp đánh giá độ giãn của vải dệt kim đối với trang phục bó sát luận văn tập trung nghiên cứu các nội dung sau:

- Nghiên cứu thiết kế thiết bịđo 2 chiều

- Nghiên cứu đánh giá phương pháp đo độ giãn theo 2 chiều.

- Kiểm tra độ chính xác của thiết bị theo 2 chiều

2.3.1 Thiết bị đo và dụng cụ sử dụng

- Thiết bị chế tạo đo độ giãn hai chiều của vải dệt kim được đặt tên là Biaxial tensilon ký hiệu là BT2014

+ Mẫu sang dấu hình chữthập

+ Thước đo: Độ dài thước 30 cm

+ Mẫu vải:Mẫu vải hình chữ thập được cắt theo dưỡng

Thiết bị đo 2D Đồng hồ bấm giây Dưỡng cắt mẫu

Hình 2.1: Dụng cụ thí nghiệm

Trước khi làm thí nghiệm cần đặt mẫu ở phòng thí nghiệm 24h, sau đó lấy mẫu ra cắt và thí nghiệm Điều kiện tiêu chuẩn:

Nhiệt độ phòng : 24 ± 2 0 C Độ ẩm: 65 ± 2%

2.3.3 Chuẩn bị mẫu a Lấy mẫu: mẫu thí nghiệm được lấy ra từ cuộn vải có chiều dài ít nhất 3m sau đó bỏ đi 1m đầu tiên. b Cắt mẫu vải

Trải tấm vải phẳng trên bàn để đảm bảo miếng vải thí nghiệm không bị kéo căng, gấp mép hay nhăn dúm Sử dụng dưỡng đặt đúng theo chiều cột vòng, cách mép 50 mm với độ chính xác 1mm Dùng bút chì vạch thận trọng trên vải theo dưỡng và khu vực khảo sát bên trong.

Mẫu cắt cần phải song song với mép vải và không bị xiên lệch hàng vòng hay cột vòng Đảm bảo rằng mép cắt phải trơn đều, không có hiện tượng sờm răng cưa Việc cắt phải tuân thủ đúng thông số theo dưỡng đã quy định.

2.3.4 Phương pháp đo độ giãn trên thiết bị Biaxial Tensilon (BT2014)

Thiết bị đo có khả năng kiểm tra độ giãn của vải theo từng chiều độc lập hoặc đồng thời, giúp đảm bảo độ chính xác trong việc đo lực và độ giãn Để thực hiện, cần đặt hàm kẹp ở khoảng cách 170 mm và điều chỉnh lực kế đến giá trị 0,3 kg Mẫu vải cần đo có kích thước hình chữ nhật 250 x 70 mm, với phần kẹp ở hai đầu.

Để tiến hành khảo sát, cần sử dụng thiết bị với phần đo 40 mm, kích thước 170 x 70 mm và vùng khảo sát 50 x 50 mm Đặt mẫu vải hình chữ nhật đã chuẩn bị lên thiết bị theo chiều lực kế LK1 hoặc LK2 Kẹp chặt hai đầu miếng vải, đảm bảo vải được đặt phẳng và thẳng theo hướng kéo, với lực căng ban đầu là 0,1 kg Sau khi kẹp, kiểm tra khoảng cách giữa hai bàn kẹp phải là 170 mm.

Tác dụng lực lên tay quay đến giá trị lực định trước sau đó đo lại kích thước vùng khảo sát trên mẫu.

2.3.4.2 Kéo giãn theo 2 chiều a) Thử nghiệm kéo giãn nửa chu trình

* Trường hợp tác dụng lực theo hai chiều lần lượt (không đồng thời)

Lấy mẫu hình chữ thập đã cắt theo kích thước quy định Đánh dấu mẫu với kí hiệu LL/0.3/0.3, trong đó LL/0.3/0.3 thể hiện giá trị lực kéo tác dụng Gd.

= 0.3 kg; Gn = 0.3 kg) Đưa bàn kẹp mẫu về vị trí ban đầu ứng với lực kế chỉ giá trị

0.3 kg ~ 2.94 N (Đặt lực kế ở giá trị ban đầu là 0.3kg ~ 2.94 N để đảm bảo độ chính xác giảm ảnh hưởng của lò xo tới cơ cấu) Đo lại khoảng cách giữa 2 bàn kẹp của thiết bị theo chiều dọc và chiều ngang chuẩn là 170 mm Đặt vải sao cho chiều cột vòng theo lực kế LK1 Chiều hàng vòng theo lực kế LK2 Vặn vít ra kẹp mẫu vải vào thiết bị đo sao cho cân đối Kẹp mẫu vải phẳng ko gấp nếp nhăn nhúm Lực căng mẫu ban đầu ở 2 lực kế là 0,05 N Vặn chặt vít ở các bàn kẹp Tác dụng lực kéo theo hướng dọc 2.94 N sau đó dừng lại đo độ giãn vùng khảo sát Tiếp tục tác dụng lực theo hướng ngang 2.94 N đo lại giá trị độ giãn theo chiều hàng vòng và chiều cột vòng

Phương pháp này dễ thực hiện nhờ vào tác dụng độc lập của từng lực theo chiều vuông góc đã được cố định trên thiết bị Để đảm bảo độ chính xác, cần duy trì tốc độ quay tay quay tương đối đồng đều Sử dụng camera để chụp hình ảnh tương ứng với giá trị lực đo, kết hợp với phần mềm Matlab, giúp ghi lại độ giãn của vùng khảo sát một cách thuận tiện cho việc nhập và lưu trữ dữ liệu Thời gian đo ngắn giúp đạt được kết quả tương đối chính xác.

* Trường hợp tác dụng lực theo hai chiều đồng thời

Lấy mẫu hình chữ thập đã cắt theo dưỡng có kích thước theo quy định Đánh dấu kí hiệu mẫu “ phương pháp tác dụng lực” và “giá trị lực”

Để thực hiện thí nghiệm, đầu tiên đưa bàn kẹp mẫu về vị trí ban đầu với lực kế chỉ 0,3 kg và điều chỉnh đồng hồ về vị trí ban đầu Đo khoảng cách giữa hai bàn kẹp theo chiều dọc và ngang chuẩn là 170 mm Đặt chiều dọc vải theo lực kế LK1 và chiều ngang theo lực kế LK2 Kẹp mẫu vào thiết bị đo sao cho phần kẹp phẳng, không bị gấp nếp Lực căng mẫu ban đầu là 0,05 N, sau đó vặn chặt vít ở các bàn kẹp Tiếp tục đo lực kéo mẫu theo hướng dọc là 0,98 N (~0,1 kg) và theo hướng ngang cũng 0,98 N, sau đó ghi lại giá trị độ giãn Tăng lực kéo theo hướng dọc lên 1,96 N (~0,2 kg) và theo hướng ngang tương tự, ghi lại giá trị độ giãn tại vùng khảo sát Tiếp tục quá trình này cho đến khi đạt giá trị lực kéo 5,88 N (~0,6 kg) thì dừng lại để đo kết quả Phương pháp này tuy dễ thực hiện nhưng yêu cầu thời gian tác dụng với bước lực nhỏ 0,98 N, và lực càng lớn thì thời gian thực hiện càng kéo dài.

Vận tốc quay của thiết bị đo Biaxial tensilon BT2014 tương đối ổn định do tác dụng lực nhỏ Để đảm bảo độ chính xác cho mẫu đo, cần thực hiện mỗi lần đo trong khoảng thời gian hợp lý, tránh để thời gian nghỉ quá dài giữa các lần đo.

Chu trình kéo giãn bao gồm các bước "kéo giãn – bỏ lực tác dụng – nghỉ", trong đó vật liệu sẽ chịu lực kéo căng trong một khoảng thời gian nhất định Sau khi bỏ lực tác dụng, vật liệu được giữ ở trạng thái nghỉ để đo lại độ giãn của khu vực khảo sát trên mẫu tại các thời điểm khác nhau.

Phương pháp đặt mẫu ban đầu và tác dụng lực thực hiện tương tự như phương pháp kéo giãn nửa chu trình Khi lực kéo đạt mức nhất định, đo độ giãn của vùng khảo sát, sau đó loại bỏ lực tác dụng bằng cách đưa cả hai lực kế trở về giá trị ban đầu Mẫu được đặt trên bàn đỡ mà không tháo ra khỏi kẹp để tránh ảnh hưởng đến độ co giãn trong quá trình di chuyển Đo vùng khảo sát của mẫu ở trạng thái nghỉ tại các thời điểm 0’, 3’, 5’, 15’, 20’, và 30’ Cuối cùng, thực hiện thử nghiệm kéo giãn nhiều chu trình trên thiết bị Biaxial Tensilon.

Để thực hiện một chu trình thử nghiệm kéo giãn, đầu tiên cần lặp lại quy trình với việc tác dụng lực đo độ giãn tại vùng khảo sát Sau khi tác dụng lực, cần trả lực kế về vị trí ban đầu 0.3 kg và đo lại khoảng cách giữa hai hàm kẹp là 17 cm, đảm bảo mẫu được đặt đúng vị trí Tiếp theo, đo độ hồi phục của mẫu và cho mẫu nghỉ trước khi tiếp tục chu trình thứ hai Các chu trình tiếp theo được thực hiện tương tự Mặc dù thiết bị đo BT2014 có thể thực hiện nhiều chu trình, nhưng việc theo dõi và tác dụng lực bằng tay trong thời gian dài khá tốn thời gian và công sức, vì thử nghiệm này có thể yêu cầu thực hiện hàng trăm đến hàng triệu chu trình Do đó, cần nâng cấp thiết bị thành thiết bị đo tự động để thực hiện tác dụng lực và nhả lực một cách tự động, giúp giảm bớt khó khăn trong quá trình thử nghiệm.

2.3.5 Phương pháp đo độ giãn bằng phương pháp treo tải trọng

Cắt 5 mẫu vải hình chữ nhật có kích thước là D x R = 70 x 250 mm (cả phần kẹp) Đánh dấu vị trí kẹp mẫu Dx R = 170 x 70 mm, vùng khảo sát nằm giữa mẫu có kích thước Dx R = 50 x 50 mm Đặt một đầu của mẫu lên giá kẹp chặt bằng vít Đầu dưới đặt vào kẹp có treo quả nặng Dùng thước đo lại ngay kết quả sau 1s.

Hình 2.6: Phương pháp đo treo tải trọng

2.3.6 Phương pháp đo độ giãn trên máy Tensilon

Mẫu thử hình chữ nhật có kích thước phần làm việc 50 × 100 mm và kích thước tổng thể 50 × 250 mm Mẫu thử được giữ cố định bằng kẹp trên và kẹp dưới với khoảng cách 170 mm, với lực căng ban đầu là 0,05 N.

Với mỗi giá trị lực khác nhau ta thí nghiệm trên 3 mẫu vải lấy kết quả trung bình và tính độ giãn của vùng khảo sát 50 x 50 mm trên mẫu.

Hình 2.7: Máy kéo đứt đa năng TENSILON của Nhật Bản

Khi kẹp mẫu vào hàm kẹp, cần chú ý đảm bảo rằng mẫu được kéo theo phương ngang hoặc phương dọc, tránh việc kéo theo phương chéo.

- Số liệu được thể hiện trên phần mềm & chuyển sang file excel để lưu trữ và xử lý dưới dạng đồ thị

Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

+ Tìm hiểu các thiết bị và phương pháp đo độ giãn của vải dệt kim

+ Thiết kế thiết bị đo độ giãn hai chiều của vải dệt kim

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

+ Chế tạo thiết bị đo độ giãn của vải dệt kim

+ Đánh giá, kiểm nghiệm thiết bị

+ Thử nghiệm xác định độ giãn của một số mẫu vải dệt kim

+ Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel

Kết luận chương 2

Chương 2 trình bày đối tượng nghiên cứu của luận văn là vải dệt kim dùng cho quần áo bó sát gồm 3 mẫu vải được sản xuất từ nguyên liệu 100% polyamit, 85% polyeste-15% spandex, 100% bông

Luận văn nghiên cứu độ giãn của vải dệt kim với các nội dung chủ yếu sau:

- Nghiên cứu thiết kế thiết bị đo 2 chiều

- Nghiên cứu đánh giá phương pháp đo độ giãn theo 2 chiều.

- Kiểmtra độ chính xác của thiết bị theo 2 chiều

- Đo độ giãn vải dệt kim theo 2 chiều

- Thử nghiệm kéo giãn nửa chu trình khảo sát so sánh thiết bị.

- Tác dụng lực theo hai chiều đồng thời và không đồng thời phân tích thực tế và lựa chọn, giải pháp thực hiện:

+ Thử nghiệm kéo giãn một chu trình

Thí nghiệm kéo giãn nhiều chu trình của độ giãn vải dệt kim đã được thực hiện trên thiết bị Biaxial Tensilon BT2014 Các chế độ thử nghiệm bao gồm kéo giãn 1 chiều và kéo giãn 2 chiều, với các đặc trưng kéo giãn như nửa chu trình, 1 chu trình và nhiều chu trình.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN