Trong gia công sản phẩm áo thể thao thì chất lượng đường liên kết may-dán được đánh giá thông qua các chỉ tiêu: độ bền kết dính của băng với lớp phủ; độ bền kéo đứt, độ chống thấm nước và độ bền giặt. Tuy nhiên, tùy theo mục đích sử dụng của sản phẩm mà giá trị của các chỉ tiêu đánh giá sẽ có sự thay đổi cho phù hợp. Trong thực tế sản xuất tại các nhà máy thì độ bền kết dính của đường may-dán được đặt lên hàng đầu vì độ bền kết dính có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đường may-dán. Độ bền kết dính tốt sẽ làm tăng độ bền kéo đứt cũng như độ bền chống thấm và độ bền giặt. Do đó, trong luận văn chỉ tiến hành nghiên cứu chỉ tiêu độ bền kết dính cho tất cả các phương án thiết kế thí nghiệm - kết quả thể hiện trong các bảng 3.9
Sử dụng phần mềm Design Expert để xử lý kết quả thí nghiệm xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm với các biến là 3 yếu tố công nghệ dán, hàm mục tiêu là độ bền kết dính của đường may-dán.
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
71
3.2.1. Xây dựng phƣơng trình hồi quy thực nghiệm
3.2.1.1.Phƣơng trình hồi quy thực nghiệm
Dựa vào kết quả xử lý phương trình hồi quy thực nghiệm trực giao cấp 2 chạy trên phần mềm Design Expert ta được phương trình hồi quy độ bền kết dính của vải tráng phủ nghiên cứu có dạng:
Y=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a11X12+a22X22+a33X32+a12X1X2+a13X1X3+a23X2X3 (3.1) Trong đó:
- a0 là giá trị trung bình của độ bền kết dính.
- ai là hệ số phương trình hồi quy cấp1, chỉ ra sự ảnh hưởng của các yếu tố tới độ bền kết dính của đường dán. Dấu (+) hoặc dấu (-) của các hệ số chỉ ra sự tăng lên hay giảm đi của độ bền khi tăng hay giảm các yếu tố này.
- aij là hệ số phương trình hồi quy cấp 2 không đầy đủ, chỉ ra sự ảnh hưởng tương tác của các yếu tố Xi và Xj với nhau tới độ bền kết dính của đường dán. Dấu (+) hoặc dấu (-) của các hệ số chỉ ra sự ảnh hưởng đồng biến hoặc nghịch biến của hàm Y khi tăng hay giảm các cặp yếu tố này.
- Xi là biến số ảnh hưởng thứ i - Y là độ bền kết dính
Phương trình độ bền kết dính thu được sau khi xử lý ( Xem Phụ lục 4):
Y = 2225.26 + 100.54X1 – 154.10X2 – 14.89X3 – 176.31X12–112.59X22 + 30.7X32 + 127.38X1X2 + 148.55X1X3 + 85.23X2X3 (3.2) Hệ số tương quan: R2 = 0.9244 Trong đó: - X1 là nhiệt độ dán - X2 là tốc độ dán - X3 là lực nén trục lô
3.2.1.2. Phân tích tổng thể phƣơng trình hồi quy thực nghiệm:
Từ phương trình hồi quy cho độ bền kết dính có dạng:
Y = 2225.26 + 100.54X1 – 154.10X2 – 14.89X3 – 176.31X12– 112.59X22 + 30.7X32 +127.38X1X2 + 148.55X1X3 + 85.23X2X3
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
72
Nếu xét các giá trị Xi (i = 1 ÷ 3) đứng độc lập thì trong 3 hệ số ( a1, a2, a3) từ phương trình (3.2) ta thấy hệ số a2 có giá trị tuyệt đối lớn nhất |a2| = 154.10 nên sự ảnh hưởng của biến X2 hay tốc độ dán đến độ bền kết dính là lớn nhất so với các biến còn lại X1, X3.
a. Phân tích ảnh hƣởng của từng yếu tố công nghệ đến độ bền kết dính:
Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ dán đến độ bền kết dính: Từ phương trình (3.2) ta có:
a1 X1 = 100.54X1 a1 = 100.54> 0 Sự biến thiên của Y và X1 là đồng biến nghĩa là khi X1 Y và khi X1 Y
Như vậy, nếu tăng độ bền kết dính (Y) thì cần phải tăng (X1) tăng nhiệt độ dán. Tuy nhiên, nếu tăng nhiệt độ quá cao thì sẽ làm
dạng vải. Thông thường, nhiệt độ dán băng loại 2 lớp 2.5 lớp nhiệt độ dao trong khoảng từ 510 0
C 570 0C.
Mức độ biến thiên của nhiệt độ dán đến độ bền kết dính:
= = = 30
0.1506 % Khi tăng 10C thì độ bền kết dính của đường dán tăng 0.1506%
Phân tích ảnh hƣởng của tốc độ dán đến độ bền kết dính:
Từ phương trình (3.2) ta có: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a2 X2 = –154.10 X2 a2 = –154.10< 0 Sự biến thiên của Y và X2 là nghịch biến nghĩa là khi X2 Y và khi X2 Y
Như vậy, nếu tăng độ bền kết dính (Y) thì cần phải giảm (X2) giảm tốc độ dán. Tuy nhiên, nếu giảm tốc độ quá thấp thì sẽ làm giảm năng suất của công nhân, đồng thời tốc độ thấp sẽ làm cho thời gian tiếp xúc của keo và gió nóng nhiều hơn, keo dán dễ bị quá nhiệt và giảm bền. Ngược lại, khi tốc độ tăng thì thời gian tiếp xúc giữa băng và vải giảm sẽ làm cho độ bền kết dính giảm. Trong thực tế, người ta thường muốn tốc độ dán cao để tăng năng suất nên cần chọn tốc độ dán sao cho vừa
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
73
có năng suất nhưng cũng cần đảm bảo chất lượng đường dán. Thông thường, tốc độ dán thực hiện ở Công ty Garmex Sài Gòn JS từ 7 8m/phút
Mức độ biến thiên của tốc độ dán đến độ bền kết dính:
= = = 1
6.925 % Khi giảm tốc độ dán 1m/phút thì độ bền kết dính tăng 6.925%
Phân tích ảnh hƣởng của lực nén trục lô đến độ bền kết dính:
Từ phương trình (3.2) ta có:
a3 X3 = –14.89 X3 a3 = –14.89< 0 Sự biến thiên của Y và X3 là nghịch biến nghĩa là khi X3 Y và khi X3 Y
Như vậy, nếu muốn tăng độ bền kết dính (Y) thì cần phải giảm (X3) giảm áp lực nén trục lô. Tuy nhiên, nếu lực nén quá thấp thì sẽ làm cho keo không dính chặt vào vải, nếu lực nén quá cao sẽ làm cho keo chảy ra hai bên mép.
Mức độ biến thiên của áp lực nén trục lô đến độ bền kết dính:
= = – = 0.1 0.6691%
Khi giảm lực nén trục lô 0.1 MPa thì độ bền kết dính tăng 0.6691%
b. Phân tích ảnh hƣởng tƣơng tác giữa các yếu tố công nghệ đến độ bền kết dính:
Ảnh hƣởng ràng buộc giữa nhiệt độ dán và tốc độ dán đến độ bền kết
dính:
Từ phương trình (3.2) ta có:
a12 X1X2 = 127.38 X1X2 a12 = 127.38> 0 Sự biến thiên của Y và X1X2 là đồng biến nghĩa là khi X1X2 Y và khi X1X2 Y
Như vậy, để tăng độ bền kết dính thì X1X2 tăng X1X2>0 thì: X1>0 và X2>0 hoặc X1<0 và X2<0
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
74
Do tốc độ dán ( X2) trong thực tế cần tăng cao để tăng năng suất nên chọn phương án X1>0 và X2>0 tức là tăng nhiệt độ và tốc độ dán. Tuy nhiên, do tốc độ dán nghịch biến với độ bền kết dính nên cần chọn tốc độ dán sao cho vừa có năng suất nhưng cũng cần đảm bảo chất lượng đường dán.
Đồ thị ảnh hưởng:
Ảnh hƣởng ràng buộc giữa nhiệt độ dán và lực nén trục lô đến độ bền
kết dính:
Từ phương trình (3.2) ta có:
a13 X1X3 = + 148.55 X1X3 a13 = 148.55> 0 Sự biến thiên của Y và X1X3 là đồng biến nghĩa là khi X1X3 Y và khi X1X3 Y
Như vậy, để tăng độ bền kết dính thì X1X3 tăng X1X3>0 thì: X1> 0 và X3>0 hoặc X1<0 và X3<0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vì hệ số a1 = 100.54> 0 và a3 = –14.89< 0 nên X1 có ảnh hưởng đến Y lớn hơn ảnh hưởng của X3 tới Y nên ta chọn X1>0 và X3>0. Trong thực tế thì người ta thường tăng nhiệt độ và không thay đổi nhiều lực nén trục lô. Dù rằng tăng nhiệt độ thì tiêu tốn năng lượng nhiều hơn trong cùng một thời gian sản xuất nhưng tăng nhiệt độ để tăng tốc độ dán là điều mà doanh nghiệp thường làm.
DESIGN-EXPERT Plot
Do ben ket dinh cua duong may -dan X = A: A Y = B: B Actual Factor C: C = 0.00 1554.35 1735.25 1916.15 2097.05 2277.96 D o be n ke t d in h cu a du on g m ay -d an -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 A: A B: B
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
75 Đồ thị ảnh hưởng:
Ảnh hƣởng ràng buộc giữa tốc độ dán và lực nén trục lô đến độ bền kết
dính:
Từ phương trình (3.2) ta có:
a23 X2X3 = 85.23X2X3 a23 = 85.23> 0 Sự biến thiên của Y và X2X3 là đồng biến nghĩa là khi X2X3 Y và khi X2X3 Y
Như vậy, để tăng độ bền kết dính thì X2X3 tăng X2X3>0 thì: X2>0 và X3>0 hoặc X2<0 và X3<0
Do tốc độ dán cần tăng cao để tăng năng suất nên ta chọn X2>0 và X3>0. Tuy nhiên, do X2 ; X3 đều có ảnh hưởng nghịch biến đến Y nên cần điều chỉnh các thông số này hợp lý để vừa có năng suất vửa đảm bảo chất lượng.
Đồ thị ảnh hưởng:
DESIGN-EXPERT Plot
Do ben ket dinh cua duong may -dan X = A: A Y = C: C Actual Factor B: B = 0.00 1815.68 1944.02 2072.36 2200.7 2329.04 D o b en ke t d inh cu a d uo ng m ay -d an -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 A: A C: C DESIGN-EXPERT Plot
Do ben ket dinh cua duong may -dan X = A: A Y = C: C Actual Factor B: B = 0.00 1815.68 1944.02 2072.36 2200.7 2329.04 D o be n ke t d in h cu a du on g m ay -d an -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 A: A C: C
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
76
Kết luận 2:
Từ phương trình hồi quy (3.2) của độ bền kết dính ta có kết luận sau: - Khi tăng nhiệt độ thì độ bền kết dính tăng và ngược lai.
- Khi giảm tốc độ thì độ bền kết dính tăng và ngược lại.
- Khi giảm lực nén trục lô thì độ bền kết dính tăng và ngược lại.
- Các cặp thông số nhiệt độ và tốc độ dán, nhiệt độ và áp lực nén trục lô, tốc độ dán và lực nén trục lô đều có ảnh hưởng đồng biến với độ bền kết dính của đường may-dán.
Trong thực tế, năng suất và chất lượng luôn là yêu cầu hàng đầu ở các doanh nghiệp. Do vậy, tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng của khách hàng hoặc cấp chất lượng của sản phẩm mà có sự điều chỉnh tăng hoặc giảm thông số công nghệ cho phù hợp.
3.2.2. Xác định giá trị tối ƣu của các thông số công nghệ dán đảm bảo độ bền kết dính của đƣờng dán là lớn nhất:
Trong luận văn, tác giả đã tiến hành giải bài toán tối ưu hoá 3 biến với một mục tiêu là độ bền kết dính của đường liên kết nhằm tìm ra chế độ công nghệ dán tối ưu trong điều kiện môi trường không khí chuẩn T = 27 20C ; =65 5%.
Hàm mục tiêu đồng thời đạt giá trị lớn nhất trong miền khảo sát:
Y=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a11X12+a22X22+a33X32+a12X1X2+a13X1X3+a23X2X3 max Phần mềm Design Expert là phần mềm thiết kế và xử lý số liệu thực nghiệm hiện đại.Các phương trình hồi quy thực nghiệm được xây dựng trên cơ sở thuật toán quy hoạch thực nghiệm trực giao.
Từ các phương trình hồi quy thực nghiệm biểu thị quy luật ảnh hưởng của 3 yếu tố công nghệ dán tới độ bền kết dính của đường liên kết dán trên loại vải chống thấm nghiên cứu, tiến hành giải bài toán tối ưu hóa bằng phần mềm Design Expert trên cơ sở:
- Thuật toán tối ưu đa biến, một mục tiêu của Harrington – Phương pháp hàm mong đợi với khoảng chấp nhận cả 2 phía điểm tối ưu cần tìm.
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
77
- Giá trị tối ưu của các yếu tố công nghệ dán tìm được có thể được khảo sát trong toàn bộ miền nghiên cứu của các biến.
- Điểm tối ưu phải thỏa mãn hàm mục tiêu đạt giá trị lớn nhất.
Kết quả xử lý số liệu thu được điểm giá trị tối ưu của các yếu tố công nghệ dán dưới dạng biến mã hóa xử lý trên phần mềm Design Expert trong bảng Phụ lục 4 Phương án số 1 được lựa chọn với kết quả như sau:
- Giá trị tối ưu của các biến (dạng mã hóa): X1= - 0.35
X2= -0.94 X3= -0.99
- Giá trị lớn nhất của độ bền kết dính của đường may-dán tương ứng với chế độ công nghệ tối ưu:
Ymax = 2430.71 (gf).
Từ kết quả tính toán cho biến mã hóa, ta tính được giá trị của biến thực theo công thức:
= ; xj = 1 Xj = xj = 0 Xj = xj = -1 Xj = Xj Thay số cho các biến:
1. Nhiệt độ dán: Với: = = = 30 o C 2. Tốc độ dán: Với: = = = 1 m/phút
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May 78 3. Lực nén trục lô: Với: = = – = 0.1 MPa Kết luận 3:
Với vải chống thấm 2,5 lớp nghiên cứu, sử dụng băng PU 2 lớp cho đường liên kết dán có độ bền kết dính tốt nhất với giá trị thực của các biến như sau:
- Nhiệt độ dán là 540 o
C. - Tốc độ dán là 6.6 m/phút. - Áp lực nén trục lô là 0.3 MPa.
- Độ bền kết dính của đường dán Ymax = 2430.71 (gf) đạt giá trị cao nhất hay chất lượng đường dán là tốt nhất.
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
79
KẾT LUẬN CHUNG
1. Vải tráng phủ chống thấm được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp và đời sống. Trong ngành công nghiệp thời trang, nó được sử dụng để sản xuất: áo khoác, quần áo thể thao, quần áo bảo hộ, cứu hộ và chữa cháy…Tuy nhiên, sản phẩm đòi hỏi có độ bền cao và độ chống thấm đường may tốt là điều mà nhà sản xuất và người tiêu dùng quan tâm.
2. Trong 4 yếu tố công nghệ dán có một yếu tố áp lực gió khò không có ảnh hưởng tới độ bền kết dính, còn 3 yếu tố là nhiệt độ dán, tốc độ dán và lực nén trục lô có ảnh hưởng quan trọng đến độ bền kết dính của đường may-dán. Chiều canh sợi dọc và ngang không có ảnh hưởng rõ rệt tới độ bền kết dính.
3. Xác định hàm hồi quy thực nghiệm biểu thị quy luật ảnh hưởng giữa các yếu tố công nghệ dán tới độ bền kết dính của đường dán:
Y = +2225.26 + 100.54X1 – 154.10X2 – 14.89X3 – 176.31X1 2 – 112.59X2 2 + 30.7X3 2 + 127.38 X1X2 + 148.55X1X3 + 85.23X2X3 Hệ số tương quan R2 = 0.9244.
4. Với vải chống thấm 2,5 lớp nghiên cứu, sử dụng băng 2 lớp PU cho đường liên kết dán có độ bền kết dính tốt nhất với giá trị thực của các biến như sau:
- Nhiệt độ dán là 540 o
C. - Tốc độ dán là 6.6 m/phút. - Áp lực nén trục lô là 0.3 MPa.
- Áp lực gió khò được chọn bằng giá trị trung bình chuẩn là 0.08 MPa.
- Độ bền kết dính của đường dán Ymax = 2430.71 (gf) đạt giá trị cao nhất hay chất lượng đường dán là tốt nhất.
Kết quả nghiên cứu giúp xác định các yếu tố công nghệ dán có ảnh hưởng đến độ bền kết dính và tìm ra chế độ công nghệ dán tối ưu phù hợp với loại vải và băng mà doanh nghiệp thường xuyên sản xuất sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm được sản xuất từ vải tráng phủ chống thấm.
Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
80 5. Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu xây dựng chỉ dẫn sử dụng cho sản phẩm quần áo thể thao từ vải tráng phủ nhằm tăng thời gian sử dụng của sản phẩm.
- Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của độ bền kết dính tới các chỉ tiêu khác: độ bền kéo đứt, độ bền chống thấm, độ bền giặt của đường liên kết may-dán.