- Xây dựng mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích. - Xây dựng mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy khối lượng. - Kiểm tra kết quả nghiên cứu bằng thực nghiệm.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan tài liệu, xây dựng công thức.
- Kiểm tra, chứng minh công thức kết quả nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm.
- Xác định các thông số cấu trúc của vải bằng phương pháp thí nghiệm dựa trên tiêu chuẩn TVCN, ISO, ASTM, tại phòng thí nghiệm Phân Viện Dệt may tại thành phố Hồ Chí Minh trên các thiết bị được trình bày cụ thể trong từng phương pháp.
- Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft excel.
- Sau đây là các phương pháp xác định các thông số bằng thực nghiệm.
2.3.1. Phương pháp đo pha cấu tạo của vải
Theo nghiên cứu tổng quan (mục 1.1.1.) pha cấu tạo vải được đo theo công thức:
với
Ta có các biến số ảnh hưởng đến pha cấu tạo là hd và hn.
Phương pháp xác định chiều cao sóng uốn sợi dọc (hd) và sợi ngang (hn) được xác định trên mặt cắt ngang của vải.
Các bước tiến hành đo hd và hn theo mô hình mặt cắt ngang của vải.[1]
Dụng cụ thí nghiệm:
Mẫu vải.
- Máy tính kết nối với kính hiển vi. - Kéo cắt vải.
- Hàm kẹp.
Trình tự thí nghiệm:
- Mở máy tính mở kính hiển vi đặt mẫu vào vị trí soi mở chương trình soi (Alexasoft Mesdan X live image mesdan video analyser) điều chỉnh mẫu thích hợp nhất chụp lưu ảnh.
- Tiến hành xác định chiều cao của sợi hd và hn.
- Đo chiều cao uốn sóng hd và hn (mesdan video analyser file load image open measure radius and area of circle linear distance kết quả (hd và hn).
- Kết quả đo được hiển thị bằng hình ảnh trong máy. - Từ số liệu đo trên máy tính (hd và hn) k i.
Hình 5: Kính hiển vi Mesdan – lab.
2.3.2. Phương pháp đo độ dày (hv)
Độ dày vải là khoảng cách giữa mặt trên và mặt dưới của vải được đo theo chiều thẳng đứng giữa mặt đĩa dưới và mặt đĩa ép trên dưới một áp lực tác dụng nhất định và được biểu thị bằng mm.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Dụng cụ đo độ dày Mitutoyo – 109.
- Tùy thuộc vào loại nguyên liệu đo độ dày mà dùng chân ép có diện tích đo thích hợp.
- Độ dày lớn nhất: 12,318 mm. - Khoảng đọc: 0,001 mm. - Đồng hồ bấm giây.
Hình 6: Dụng cụ đo độ dày vải Mitutoyo – 109.
Điều kiện thử nghiệm:
Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định R = 65 4% , t = 20 20C không ít hơn 24h.
Tiến hành thử nghiệm:
- Cắt 10 mẫu thử có diện tích lớn hơn mặt đĩa đo ít nhất 20% và cách biên vải một khoảng tối thiểu là 1/10 khổ vải.
- Bật nút mở máy sang vị trí ON.
- Chỉnh đồng hồ về mức 0 trước khi đo.
- Đặt mẫu thử vào giữa chân ép và đế đỡ mẫu.
- Thả chân ép xuống mẫu thử, ghi kết quả trên màn hình máy trong vòng 5 đến 6 giây.
2.3.3. Phương pháp đo mật độ Đối với vải dệt thoi: Đối với vải dệt thoi:
- Mật độ sợi dọc: Là số sợi dọc có trên 10 cm theo chiều ngang vải. - Mật độ sợi ngang: Là số sợi ngang có trên 10 cm theo chiều dọc vải. - Các bước tiến hành đo mật độ vải tuân theo tiêu chuẩn: ISO 7211-2-84.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Kính soi mật độ.
- Thước đo chiều dài: có vạch chia tới 0,5 mm. - Kéo cắt vải.
- Kim gẩy sợi.
Điều kiện thử:
Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định R = 65 4% , t = 20 20C không ít hơn 24h.
Tiến hành thử nghiệm:
Số lần đếm:
- Mật độ sợi dọc: Đếm ít nhất tại ba vị trí trên mẫu thử. - Mật độ sợi ngang: Đếm ít nhất tại bốn vị trí trên mẫu thử. Vị trí đếm:
- Phải phân bổ đều mẫu và cách biên không ít hơn 5cm. - Không đếm tại các vị trí có lỗi.
- Không đếm trùng hệ sợi.
Bảng 5: Mật độ sợi.
Mật độ sợi (sợi/10cm) Chiều dài cần đếm (mm)
< 100 100 0,5
100 500 50 0,5
> 500 25 0,5
- Nếu mẫu thử có tổ chức sọc mà mật độ sọc và nền khác nhau thì phải xác định riêng: mật độ sọc và mật độ nền.
- Nếu chiều rộng của sọc hoặc nền nhỏ hơn chiều dài đếm qui định thì sau khi đếm số sợi trên sọc hoặc nền, đo chiều rộng của sọc hoặc nền chính xác đến 0,5mm rồi tính ra số sợi/10cm (đếm theo rappo).
Phương pháp đếm:
Đếm bằng kính soi mật độ:
- Đặt thước đo của kính vuông góc với hệ sợi cần đếm sao cho điểm trong của thước nằm đúng giữa khe của 2 sợi kề nhau. Tiến hành đếm theo chiều dài qui định của bảng 5, nếu cuối cùng có nửa sợi trở lên thì tính là một sợi.
Hình 7: Kính soi mật độ. Đếm bằng cách tách sợi:
Dùng cho trường hợp mẫu thử có mật độ quá lớn (> 1000 sợi/10cm) hoặc có kiểu dệt quá phức tạp khó phân biệt các sợi với nhau.
- Cắt mẫu thử ở các vị trí cần đếm có kích thước: 1 chiều 30 mm.
- Sau đó dùng kim tách các đầu sợi để đếm số sợi có trong chiều dài qui định trên.
- Có thể chia thành từng nhóm 10 sợi một.
- Tổng số sợi bằng số nhóm x 10 + với số sợi dư.
Kiểm tra việc ghi chép số liệu thử:
Số liệu thử nghiệm và điều kiện môi trường thử được ghi ở biểu mẫu. Ghi vào biểu mẫu các vấn đề sau:
- Kết quả tính toán cuối cùng: Mật độ sợi của mẫu là trung bình cộng các kết quả xác định mật độ tại các vị trí đếm. Mật độ sợi được tính chính xác đến 0,1 sợi và kết quả quy tròn đến một sợi.
- Ghi chú các bất thường đối với kết quả và nhận xét.
2.3.4. Phương pháp xác định đường kính sợi
Đường kính của sợi tính bằng mm được đo bằng khoảng cách giữa mặt đĩa dưới và mặt đĩa trên.
Các bước tiến hành xác định đường kính sợi tuân theo tiêu chuẩn: TCVN 5241- 90.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo – 136. - Thước đo chiều dài: có vạch chia tới 0,5mm. - Kéo cắt vải.
- Đĩa ép.
Điều kiện thử:
Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định R = 65 4% , t = 20 20C không ít hơn 24h.
Tiến hành thử nghiệm:
Mỗi mẫu thử gồm 4 đoạn sợi có chiều dài 20cm, tải song song 4 đoạn sợi có lực căng ban đầu bằng nhau lên phần giữa mặt đĩa dưới của thiết bị, hạ đĩa trên có tải trọng thích hợp và tiến hành đo.
Hình 8: Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo – 136.
2.3.5. Phương pháp đo khối lượng
Khối lượng 1m vải (g/m): là khối lượng một mảnh vải có chiều dài 1m và chiều rộng bằng khổ vải.
Khối lượng 1m2 vải không có biên (g/m2): là khối lượng của một mảnh vải đã cắt bỏ biên và có diện tích đúng bằng 1m2.
Khối lượng 1m2
vải có biên: là khối lượng của một mảnh vải và có diện tích đúng bằng 1m2 kể cả biên vải (g/m2).
Khối lượng thực tế của 1m hay 1m2
vải là khối lượng của vải ở điều kiện độ ẩm thực tế.
Khối lượng qui chuẩn của 1m hay 1m2 vải là khối lượng của vải ở điều kiện độ ẩm chuẩn.
Các bước tiến hành đo khối lượng của vải tuân theo tiêu chuẩn ISO 7211/6/ 84 -77.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Dụng cụ cắt mẫu (Wagatex).
- Dưỡng để đánh dấu mẫu (10x10)cm bằng inox. - Thước thẳng khắc vạch đến 1mm, chiều dài 1m. - Thước êke.
- Kéo cắt mẫu.
Hình 9: Cân Metler AE 240.
Điều kiện thử:
Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định R = 65 4% , t = 20 20C không ít hơn 24h.
Vải dệt thoi:
- Xác định khối lượng 1m2 vải không biên hoặc (mẫu thử ½ m):
+ Dùng dưỡng 10x10cm đánh dấu bằng bút chì trên mẫu ban đầu tại 5 vị trí và dùng kéo cắt. Ta có 5 mẫu thử.
Yêu cầu:
+ Mẫu thử có kích thước bằng 10x10cm. + Mẫu thử cần cách biên không ít hơn 10cm.
+ Vị trí các mẫu thử không được trùng hệ sợi dọc, hệ sợi ngang. - Xác định khối lượng 1m2 vải có biên:
- Xác định chiều rộng mẫu thử:
+ Đặt thước vuông góc với biên vải, điểm 0 của thước trùng mép ngoài biên vải
+ Chiều rộng của vải được đọc trên thước tại điểm trùng với mép ngoài biên vải thứ 2 chính xác đến 0,1cm
+ Số lần đo chiều rộng là 3 (thông thường đo vị trí đầu, giữa và cuối của mẫu ban đầu)
+ Đặt thước vuông góc với biên vải, điểm 0 của thước trùng mép ngoài biên vải.
+ Dùng thước đo đến 1m vải, đánh dấu 1m chiều dài.
+ Dùng kéo cắt đường đánh dấu để lấy mẫu thử có chiều dài 1m.
Yêu cầu:
+ Mẫu thí nghiệm có kích thước: 1m x chiều rộng là toàn bộ khổ vải.
Tiến hành thí nghiệm:
- Mẫu thử cắt từ dưỡng đem cân trên cân Melter.
- Mẫu thử có kích thước: 1m x chiều rộng đem cân trên cân Ohaus.
Tính toán kết quả:
Khối lượng 1m2 vải không biên:
M1 = 100 x m1 (g/m2) (2.1) Trong đó: m1 = khối lượng mẫu thử không có biên (g).
Số liệu thử nghiệm và điều kiện môi trường thử được ghi vào biểu mẫu. Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của số lần thử. Khi tính toán lấy độ chính xác đến 0,01mg.
2.3.6. Phương pháp đo chi số sợi:
Chi số sợi là một đại lượng đặc trưng cho kích thước của sợi được biểu thị bằng chiều dài/đơn vị khối lượng.
Chi số sợi thực tế: Là chi số được xác định ở độ ẩm thực tế của sợi.
Chi số sợi qui chuẩn: Là chi số được qui về theo độ ẩm chuẩn qui định cho loại sợi đó.
Các bước tiến hành xác định chi số sợi tuân theo tiêu chuẩn ISO 7211-5-84.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Cân Metler nối với máy tính HX 20. - Máy thử độ săn.
- Dao lam.
- Kính soi mật độ. - Kim gẩy sợi.
Để mẫu thử ở trạng thái tự do trên bàn trong điều kiện khí hậu qui định R = 65 4% , t = 20 20C không ít hơn 24h.
Tiến hành thử mẫu:
Mẫu thử là sợi tách ra từ vải dệt thoi.
- Từ mẫu vải tách từng sợi đưa qua thử ở máy độ săn.
- Sau khi lấy sức căng dùng dao lam cắt mẫu thử nghiệm sát miệng kẹp. - Số mẫu thí nghiệm cần thử là 30 mẫu.
- Chiều dài mẫu thử phụ thuộc vào yêu cầu.
- Cân được mở ít nhất là 5 phút trước khi sử dụng.
- Gắp từng mẫu thử nghiệm đặt lên cân, bấm nút để số liệu cân. - Tiếp tục cân cho đến mẫu thử nghiệm cuối cùng.
- Nhận đủ số liệu, máy tính toán và cung cấp kết quả ra giấy. - Kiểm tra lại số liệu.
- Ghi chú các bất thường đối với kết quả và nhận xét.
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Giả sử ta thí nghiệm được các số liệu: X1, X2, X3….Xn.
Ta cần phải tính các số liệu sau: - Giá trung bình(Xtb): Xtb= n X n i i 1 (2.2) - Độ lệch quân phương(σ): σ = 1 2 1 n X X n n i tb (2.3) - Hệ số phân tán(C): C= x100 % Xtb (2.4) - Giới hạn sai số (∆X): (với độ tin cậy của phép thử lấy bằng 95%, khoảng tin cậy của lượng trung bình nằm trong phạm vi từ Xtb - ∆X đến Xtb+ ∆X). Theo TCVN 2267-77, giới hạn sai số được tính theo công thức:
Trong đó:
t - là hệ số phụ thuộc vào độ tin cậy. n - là số lần thí nghiệm (số lần đo)
n - tra bảng 1, trang 132 (xử lý thống kê số liệu thực nghiệm – Nguyễn Văn Lân) [5], ta có:
Bảng 6: Độ tin cậy theo số lần thí nghiệm.
n 5 7 10 15 20
t 2,78 2,45 2,26 2,14 2,09
- Kết quả thí nghiệm, giá trị X thay đổi trong phạm vi: Xtb- ∆X XXtb+∆X
2.5. Kết luận chƣơng 2
Nội dung nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu khảo sát mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích, mối tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy khối lượng. Kiểm tra đánh giá kết quả nghiên cứu bằng thực nghiệm.
Trên cơ sở các phương pháp và tiêu chuẩn thử nghiệm ASTM D 1777-75, ISO 7211-2-84; TCVN 5241-90, ISO 7211/6/84-77, ISO 7211-5-84 và TCVN 2267-77 đã chuẩn bị dụng cụ, thiết lập quy trình thử nghiệm cho các đặc trưng của pha cấu tạo, khối lượng, độ dày, mật độ, đường kính của sợi dưới tác dụng của áp lực không đổi sau 24 giờ.
Đề tài đã sử dụng các thiết bị như: - Kính hiển vi Mesda-lab.
- Dụng cụ đo độ dày vải Mitutoyo-109. - Kính soi mật độ.
- Dụng cụ đo đường kính sợi Mitutoyo-136. - Cân Metler AE 240.
Quá trình thí nghiệm cung cấp số liệu cụ thể cho đề tài.
Sử dụng phần mềm Microsoft excel để xử lý kết quả thí nghiệm nhằm đánh giá các đặc trưng của độ co sợi dọc, độ co sợi ngang, độ dày vải, độ chứa đầy thể tích, độ chứa đầy khối lượng và vẽ đồ thị.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả đo các thông số cấu trúc mẫu vải
Mẫu vải thí nghiệm: là vải bố dùng để bọc nệm nội thất. + Nguyên liệu: 100% polyester.
+ Kiểu dệt vân điểm.
+ Mật độ sợi dọc: Pd = 58 (sợi/10cm) + Mật độ sợi ngang: Pn = 64 (sợi/10cm) + Chi số sợi dọc: Nd = 3,0 (m/g) + Chi số sợi ngang: Nn = 3,0 (m/g) + Đường kính sợi dọc: dd = 0,065cm + Đường kính sợi ngang: dn = 0,065cm
Mặt cắt ngang của mẫu vải được chụp bằng kính hiển vi Mesdan – lab được thể hiện qua hình 10.
Hình 10: Mặt cắt ngang của vải.
Kết quả đo mẫu vải được chụp bằng kính hiển vi Mesdan – lab và sử dụng phần mềm chuyên dụng Mesdan – lab để đo chiều cao uốn sóng dọc hd và chiều cao uốn sóng ngang hn.
sợi dọc
sợi ngang
Bảng 7: Kết quả đo hd, hn, k, i của mẫu. Mẫu 1 2 3 4 5 hd (0,1mm) 4,987 4,758 4,665 4,288 4,310 hn (0,1 mm) 3,310 3,607 5,551 5,025 5,834 k 1,510 1,320 0,840 0,850 0,740 i 5,810 5,550 4,650 4,680 4,400
Từ bảng 7 ta tính được giá trị trung bình của i = 5,019
3.2. Xác định ảnh hƣởng của pha cấu tạo đến độ chứa đầy thể tích
3.2.1. Công thức tương quan giữa pha cấu tạo và độ chứa đầy thể tích
Độ chứa đầy thể tích xác định bằng mối quan hệ giữa thể tích của sợi trong
vải Vs với toàn bộ thể tích của vải VT.
(3.1)
VT = LV.BV.hV (cm3) (3.2) Trong đó: LV, BV, hV – chiều dài, chiều rộng và dày của vải (cm)