Luận văn sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm để xác định một số đặc trƣng cơ lý của sợi tơ tằm, vải tơ tằm theo các tiêu chuẩn tƣơng ứng.
Các thí nghiệm đƣợc thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn, nhiệt độ phòng thí nghiệm 20±2oC, độ ẩm tƣơng đối 65±4% tại Trung tâm thí nghiệm - Phân Viện Dệt May tại TP. Hồ Chí Minh (số hiệu Vilas 169).
2.3.1. Phương pháp xác định độ bền đứt sợi
Độ bền đứt của sợi xác định theo tiêu chuẩn ISO 2062: 2009 [15].
Mục đích:
Hƣớng dẫn các bƣớc tiến hành để xác định chỉ tiêu độ bền kéo đứt và giãn của các loại sợi.
Phạm vi áp dụng:
Sợi đơn, sợi xe, sợi guồng và con sợi của các loại nguyên liệu.
Định nghĩa:
- Độ bền kéo đứt: là lực tối đa đo đƣợc khi kéo đứt sợi đơn hoặc con sợi.
- Độ giãn: phần tăng thêm về chiều dài của mẫu thử ở thời điểm đứt so với chiều dài ban đầu.
- Con sợi: là mẫu thử của sợi đƣợc guồng với chiều dài 100m, có buộc đầu mối lại với nhau.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -43- Khóa 2014B
Hình 2.2. Máy Titan 4 Universal yarn Tester
Đặc tính kỹ thuật của máy: Xuất xứ: James Heal (Anh). Thông số kỹ thuật của máy: - Nguồn điện: 220-240 VAC. - Tốc độ máy: 1000 mm/ph. - Phạm vi đo: 3000N. - Giá trị đọc d = 0,01N.
Chuẩn bị thử nghiệm: Chuẩn bị thiết bị:
Đầu giờ làm việc, bật công tắc mở máy, quá trình tự kiểm tra của máy sẽ đƣợc thực hiện trong vòng 5 phút.
Kiểm tra và thay (nếu cần) bộ kẹp cho phù hợp mẫu thử. Kiểm tra máy in, giấy đang ở tình trạng làm việc.
Chuẩn bị mẫu thử:
Thuần hóa mẫu: lấy mẫu ra khỏi bao gói và để ở trạng thái tự do theo điều kiện chuẩn: R = 65±4%, T = 20±20C, không ít hơn 8 giờ.
Tiến hành thử:
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May Phạm Thị Ngọc Châu -44- Khóa 2014B - Tốc độ thử 250mm/ph. - Chiều dài thử 250 mm. - Số lần thử 30 mẫu. Thử nghiệm:
- Nhấn nút chọn chƣơng trình thử của vật liệu dệt.
- Kiểm tra thông số kỹ thuật, điều kiện thử trƣớc khi tiến hành thử nghiệm. - Kiểm tra chiều dài thử phù hợp chƣơng trình thử nghiệm.
- Thực hiệnphépđo.
+ Bƣớc 1 : Đƣa thang đo lực và độ giãn về vị trí ban đầu “0.0”. + Bƣớc 2: Gắn mẫu vào miệng kẹp:
Gắn một đầu của mẫu thí nghiệm đã đƣợc cắt ra vào miệng kẹp trên, nhấn bàn đạp (giữ mẫu bằng khí nén)
Đƣa đầu còn lại của mẫu thí nghiệm vào miệng kẹp dƣới rồi tạo lực căng ban đầu và nhấn bàn đạp (giữ mẫu bằng khí nén).
Yêu cầu mẫu thử phải nằm giữa 2 miệng kẹp và lực kéo đứt phải vuông góc với miệng kẹp.
+ Bƣớc 3: Thực hiện phép thử.
- Việc đo các mẫu sợi còn lại tiến hành từ bƣớc 1 đến bƣớc 3.
- Kết thúc quá trình thử nghiệm, máy sẽ in kết quả đã đƣợc tính toán. Kiểm tra kết quả, nếu cần thiết tiến hành chọn lại giới hạn để in lại kết quả.
- Kết quả thử nghiệm đƣợc ghi vào biểu mẫu. - Kết quả tình toán cuối cùng.
Ghi chú các bất thƣờng đối với kết quả và nhận xét.
- Ghi ngày …tháng …năm …Tiến hành thử nghiệm và ký tên.
Chuẩn chấp nhận:
Ghi chú: trƣờng hợp bất thƣờng đối với mẫu thử hoặc đối với các điều kiện liên quan khác, phải đƣợc ghi chú vào biểu ghi kết quả kiểm nghiệm.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -45- Khóa 2014B
2.3.2. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt tương đối của vải.
Độ bền kéo đứt, độ giãn đứt của vải dệt thoi đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ISO 13934-1: 2013 [16].
Mục đích:
Tài liệu này nhằm hƣớng dẫn các bƣớc tiến hành để xác định chỉ tiêu độ bền kéo đứt và độ bền giãn đứt của vải và sản phẩm dệt kim và dệt thoi.
Phạm vi áp dụng:
Vải dệt kim, vải dệt thoi và sản phẩm dệt may.
Định nghĩa:
- Độ bền kéo đứt là lực lớn nhất mà mẫu thử chịu đƣợc khi bị kéo đứt, tính bằng kilogram lực (Kg) hay Niutơn (N).
- Độ giãn đứt tuyệt đối l là phần chiều dài của mẫu thử tăng thêm ở thời điểm đứt, tính bằng (mm).
- Độ giãn đứt tƣơng đối đ đƣợc xác định theo công thức sau .100 % 0 L L đ (2.1) LLđ L0 mm (2.2) Trong đó:
đ: Độ giãn đứt tƣơng đối của mẫu thử (%) L0: Chiều dài mẫu ban đầu (mm)
Lđ: Chiều dài mẫu vải tại thời điểm bị kéo đứt (mm)
Mô tả:
Thiết bị và phƣơng tiện thử: - Máy Testometric (hình 2.3). - Kéo cắt mẫu.
- Kim gẩy sợi.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -46- Khóa 2014B
Hình 2.3. Máy Testometric trength Tester Hình 2.4. Cách lấy mẫu thử độ
bền kéo đứt, độ giãn đứt của vải.
Đặc tính kỹ thuật của máy: Xuất xứ: Testometric (Anh). Thông số kỹ thuật của máy: - Nguồn điện: 220-240VAC. - Model: M 350. - No: 350-5024. - Tốc độ máy: 800 mm/ph. - Phạm vi đo: 500kgl. - Giá trị đọc d = 0,01kgl. Chuẩn bị thử nghiệm: Chuẩn bị mẫu: - Số lƣợng mẫu thử:
+ 5 băng mẫu theo chiều dọc: đƣợc đặt song song với sợi dọc, cách biên vải ít nhất 150mm và không trùng hệ sợi dọc nhƣ (hình 2.4).
+ 5 băng mẫu theo chiều ngang: đƣợc đặt song song với sợi ngang, cách biên vải ít nhất 150mm và không trùng hệ sợi ngang nhƣ (hình 2.4).
- Kích thƣớc mẫu: Phần làm việc của mẫu theo chiều dọc có kích thƣớt 200 ±1 mm, chiều ngang có kích thƣớt 50 ±0,5 mm đối với vải thông thƣờng. Phần làm việc
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -47- Khóa 2014B
của mẫu theo chiều dọc có kích thƣớc 100 ±1mm, chiều ngang: 50 ±0,5mm đối với vải có độ giãn đứt tƣơng đối lớn hơn 75%. Do vậy phải cắt băng mẫu thử có kích thƣơc lớn (350 60) mm đối với vải thông thƣờng và (250 60) mm đối với vải có độ giãn đứt tƣơng đối lớn hơn 75%.
- Mẫu đƣợc thuần hóa trong điểu kiện chuẩn: R = 65±2% và T = 20±20C, không ít hơn 24 giờ theo ISO 139: 2005.
Tiến hành thử : Điều kiện thử :
- Môi trƣờng thử nghiệm trong điều kiện chuẩn: R = 652 % và T = 202 0C. - Tốc độ để kéo đứt mẫu thử là 100mm/phút.
Thử nghiệm :
- Nhấn nút “ TestWise”, chọn chƣơng trình thử của vật liệu dệt.
- Kiểm tra thông số kỹ thuật, điều kiện thử trƣớc khi tiến hành thử nghiệm. - Kiểm tra chiều dài thử phù hợp chƣơng trình thử nghiệm
- Thực hiệnphépđo
+ Bƣớc 1 : Đƣa thang đo lực và độ giãn về vị trí ban đầu “0.0”. + Bƣớc 2: Gắn mẫu vào miệng kẹp:
Gắn một đầu của mẫu thí nghiệm đã đƣợc cắt ra vào miệng kẹp trên, nhấn bàn đạp (giữ mẫu bằng khí nén).
Đƣa đầu còn lại của mẫu thí nghiệm vào miệng kẹp dƣới rồi tạo lực căng ban đầu và nhấn bàn đạp (giữ mẫu bằng khí nén).
Yêu cầu mẫu thử phải nằm giữa 2 miệng kẹp và lực kéo đứt phải vuông góc với miệng kẹp.
+ Bƣớc 3: Thực hiện phép thử.
- Việc đo các băng còn lại tiến hành từ bƣớc 1 đến bƣớc 3.
- Trong quá trình đo ghi chép và theo dõi quá trình kéo đứt xảy ra.
- Quan sát quá trình kéo đứt: Trong quá trình thử nghiệm, ghi lại quá trình kéo đứt: trƣờng hợp mẫu thử bị trƣợt trong quá trình kéo đứt, bị đứt ngang miệng kẹp. Ghi chú vào kết quả thử nghiệm.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -48- Khóa 2014B
- Kết thúc quá trình thử nghiệm, máy sẽ in kết quả đã đƣợc tính toán.
- Kiểm tra kết quả, nếu cần thiết tiến hành chọn lại giới hạn để in lại kết quả. Ghi chú các bất thƣờng đối với kết quả, ký tên.
Chuẩn chấp nhận:
- Băng mẫu không đƣợc phép đứt cách miệng kẹp 5mm. - Băng mẫu không bị trƣợt trong quá trình kéo đứt.
Ghi chú:
Trƣờng hợp bất thƣờng đối với mẫu thử hoặc đối với các điều kiện liên quan khác, phải đƣợc ghi chú vào biểu ghi kết quả kiểm nghiệm.
2.3.3. Phương pháp xác định độ bền xé rách của vải.
Độ bền xé rách của vải dệt thoi đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ISO 13937-1: 2000 [17].
Định nghĩa
- Độ bền xé là một lực cần thiết để tạo ra một đƣờng xé ban đầu với các điều kiện đặc biệt.
Thiết bị và phƣơng tiện thử nghiệm: - Máy Elmatear (hình 2.5).
- 2 dƣỡng cắt mẫu. - 4 bánh đà A-D.
- 4 tải trọng kiểm tra thang lực A-D.
Chuẩn bị thử nghiệm: Chuẩn bị mẫu:
- Mẫu vải đƣợc lấy cách biên vải ít nhất 150mm.
- Chuẩn bị 5 mẫu theo chiều dọc và 5 mẫu theo chiều ngang nhƣ (hình 2.6). - Mẫu có kích thƣớc 100mm x 75mm.
- Thuần hóa mẫu trong điều kiện chuẩn: R = 65±4%, T = 20±2o, không ít hơn 24 giờ trƣớc khi thử. Theo tiêu chuẩn ISO 139: 2005.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -49- Khóa 2014B
Hình 2.5. Máy thử độ bền xé. Hình 2.6. Cách lấy mẫu thử độ bền xé của vải.
Đặc tính kỹ thuật của máy: Xuất xứ: James Heal (Anh). Thông số kỹ thuật của máy: - Nguồn điện: 220-240VAC. - No: 455/02/1126.
- Tốc độ máy: 800 mm/ph.
- Thang đo: A: 8N, B:16N, C: 32N, D: 64N. - Giá trị đọc d = 0,01N.
Tiến hành thử:
- Bƣớc 1: Mở 2 miệng kẹp (một cố định, một chuyển động). Đặt mẫu vào giữa 2 miệng kẹp sao cho mẫu thử nằm ở trung tâm và có cạnh dài của mẫu song song với mặt đáy miệng kẹp. Vặn chặt 2 miệng kẹp lại.
- Bƣớc 2: Cắt một đoạn 200,5 mm ở giữa khe 2 miệng kẹp của mẫu thử. - Bƣớc 3: Nhấn đồng thời 2 nút thả rời bánh đà, xé mẫu.
- Bƣớc 4: Đọc kết quả trên màn hình, trả bánh đà về vị trí ban đầu (kiểm tra kết quả đọc có nằm trong phạm vi cho phép của thang đo).
- Việc đo các băng còn lại tiến hành từ bƣớc thứ 1 đến bƣớc 4. - Trong quá trình thử, ghi lại quá trình xé.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -50- Khóa 2014B
- Kết quả đƣợc chấp nhận: mẫu thử không bị trƣợt sợi ra ngòai vải, không bị trƣợt khỏi miệng kẹp, không xé ngang miệng kẹp. Đƣờng xé của mẫu thử đi ngang qua khe có bề rộng 15 mm.
Tính toán kết quả:
Kết quả thử độ bền xé của mẫu thí nghiệm đơn vị đo là Niutơn và là giá trị trung bình của 5 lần thử.
2.3.4. Phương pháp xác định khối lượng vải, xác định độ co do dệt
Khối lƣợng vải xác định theo tiêu chuẩn ISO 3801: 1977 [19].
Thiết bị và phƣơng tiện thử :
- Dụng cụ cắt mẫu (Wagatex) (hình 2.8).
- Thƣớc thẳng khắc vạch đến 1mm, chiều dài 1m. - Thƣớc êke.
- Cân Ohaus lấy thang đo có độ chính xác 0,01g (hình 2.7) - Kéo cắt mẫu.
Chuẩn bị mẩu thử:
Thuần hóa mẫu: Mẫu ban đầu đƣợc để ở trạng thái tự do không bị kéo căng trên mặt phẳng nằm ngang không ít hơn 24 giờ trong điều kiện chuẩn: R = 654%, T0 = 2020
C theo ISO 139: 2005.
Cắt mẫu:
Xác định khối lƣợng 1m2 vải không biên (mẫu thử ½ m ) hoặc dùng dƣỡng (10x10)cm đánh dấu bằng bút chì trên mẫu ban đầu tại 5 vị trí và dùng kéo cắt. Chuẩn bị 5 mẫu thử.
Yêu cầu:
- Mẫu thử có kích thƣớc bằng (10x10)cm. - Mẫu thử cần cách biên không ít hơn 150cm.
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -51- Khóa 2014B
Tiến hành thí nghiệm:
- Đặt mẫu lên cân và đóng nắp tủ cân, đợi cho chỉ số trên cân đứng yên, ghi lại chỉ số khối lƣợng vải trên cân.
- Tháo 10 sợi ở giữa mẫu vải kích thƣớc (10x10)cm, kéo căng nhẹ nhàng và đo chiều dài sợi vừa tháo từ vải. Tính chiều dài trung bình của 10 sợi.
Tính toán kết quả:
1. Khối lƣợng 1m2 vải (không có biên): M1 = 100 x m1 (g/m2) . Trong đó: m 1: khối lƣợng mẫu thử cân đƣợc (g).
- Số liệu thử nghiệm và điều kiện môi trƣờng thử đƣợc 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, làm tròn đến 0,1g.
2. Tính độ co do dệt:
Độ co do dệt = (Chiều dài sợi đo đƣợc -10)/10x 100 (%)
Hình 2.7. Cân Ohaus
Đặc tính kỹ thuật của máy: Xuất xứ: Ohaus (Mỹ)
Thông số kỹ thuật của máy: - Model: PA 2102
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May Phạm Thị Ngọc Châu -52- Khóa 2014B - No: B2334700403 - Phạm vi: 210 (g) - Giá trị đọc d = 0,01g Hình 2.8. Dụng cụ cắt mẫu Wagatex
Đặc tính kỹ thuật của máy: Xuất xứ: Wagatex (Thụy Sỹ) Thông số kỹ thuật của máy:
Diện tích: 100cm2 ± 0,5cm2
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm [5]
2.4.1. Cơ sở xử lý số liệu
Kết quả đo thuộc đại lƣợng ngẫu nhiên liên tục và giả thiết chúng tuân theo phân bố chuẩn (phân bố Gauss). Các đặc trƣng thống kê quan trọng sẽ đƣợc xác định gồm:
Giá trị trung bình số học x
Nếu ta có dãy n số liệu đo x1, x2, …,xn thì giá trị trung bình số học x đƣợc tính theo công thức: n i i x n x 1 1 (2.1)
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -53- Khóa 2014B
Độ lệch bình phương trung bình (độ lệch chuẩn) s:
Độ lệch bình phƣơng trung bình s biểu thị mức độ phân tán của các giá trị đo xung quanh giá trị trung bình x và đƣợc tính theo công thức:
n i i x x n s 1 2 ) ( 1 1 (2.2)
Hệ số biến động CV: thể hiện mức độ phân tán của các giá trị xi so với giá trị trung bình x ở dạng tương đối: (%) 100 . x s CV (2.3)
2.4.2. Phương pháp bình phương cực tiểu
Để xác định mức độ ảnh hƣởng của các thông số công nghệ đến các đặc tính cơ lý của vải ta phải giải bài toán hồi quy. Các biến giải thích x1, x2,…,xj …, ở đây là mật độ sợi ngang, biến phụ thuộc y là các đặc tính cơ lý của vải nhƣ độ bền kéo đứt, độ giãn đứt tƣơng đối, độ co…
- Hồi quy tuyến tính đơn:
Hàm quan hệ dạng hồi quy tuyến tính đơn:
x a a
yˆ 0 1. (đƣờng thẳng)
- Hồi quy tuyến tính bội:
Giả sử (y) quan hệ với các biến ( x1, x2, …xj), ta có một tập điểm thực nghiệm ( xi1, xi2, …,xij; yi ) trong không gian Rj+1. Nếu các điểm đó phân bố gần siêu phẳng thì ta có hàm quan hệ là dạng tuyến tính: .... . . ˆ a0a1x1a2 x2 y (mặt phẳng)
Các tham số ai sẽ đƣợc xác định bằng phƣơng pháp bình phƣơng nhỏ nhất, nghĩa là để cho hàm hồi quy gần với các điểm thực nghiệm nhất thì tổng bình phƣơng sai số
Luận văn cao học Ngành CN Vật liệu Dệt-May
Phạm Thị Ngọc Châu -54- Khóa 2014B
(tổng bình phƣơng các độ lệch giữa các giá trị thực nghiệm và giá trị do hồi quy của
biến) j i ij j i i a a x a x y 1 2 1 1 0 . ... . phải là nhỏ nhất.
Giá trị nhỏ nhất đạt đƣợc khi và chỉ khi: ... 0 1 0