6. Đóng góp của tác giả
1.4. Kết luận chương 1
1) Sản phẩm và vải dệt kim có vai trò quan trọng trong đời sống xã hội nói chung cũng như ngành công nghiệp dệt may nói riêng. Tại Việt Nam hiện nay sản phẩm từ vải dệt kim đóng góp tỷ trọng lớn trong ngành dệt may, các sản phẩm sản xuất chủ yếu phổ biến như Single, Rib và Interlock.
2) Vải dệt kim đàn tính cao được sản xuất với các kiểu dệt phổ biến Single, Rib và Interlock v.v. từ các loại sợi đàn tính (Cotton/Spandex, Polieste/Spandex, Poliamit/Spandex, sợi chun, sợi dún v.v.), với các thông số cấu trúc khác nhau.
3) Các yêu cầu của vải đàn tính cao nói chung, vải đàn tính cao làm các sản phẩm may mặc bó sát định hình cơ thể là tính đàn hồi, độ ổn định kích thước và áp lực xác định của vải lên bề mặt dưới tác dụng của độ giãn đàn hồi.
4) Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tính đàn hồi và độ ổn định kích thước của vải và áp lực vải lên bề mặt: Các yếu tố cấu trúc vải như: loại sợi, kiểu dệt, mật độ vải, chiều dài vòng sợi, độ dày ...); các yếu tố xử lý hoàn tất vải (tiền xử lý, nhuộm, hoàn tất ...), trong đó chiều dài vòng sợi có vai trò quan trọng.
Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá được ảnh hưởng của chiều dài vòng sợi đến tính ổn định kích thước và áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt (mô phỏng bề mặt cơ thể người) trong quá trình sử dụng. Từ đó, có thể lựa chọn được chiều dài vòng sợi phù hợp để chế tạo các loại vải có thể tạo áp lực xác định lên bề mặt khi bị kéo giãn và đồng thời có tính ổn định kích thước tốt.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Để nghiên cứu, đã tiến hành dệt các mẫu vải dệt kim (kiểu dệt Single fancy) với 5 phương án mật độ hàng vòng ban đầu (tính toán) khác nhau: 220, 240, 260, 280 và 295 vòng sợi/100 mm (ký hiệu mẫu M220, M240, M260, M280, M295). Các loại sợi được sử dụng: sợi PU (Poliuretan): 210D T1723L, sợi PA (poliamit) dún: 78dtex/48f, sợi bọc PA/PU (Poliamit/PU): 2040/35f. Vải được dệt trên máy dệt kim định hình (đan tròn) CIXING (hình 2.1) tại Công ty TNHH Dệt Kim Phú Vĩnh Hưng, Khu Công Nghiệp Trường An, P. An Khánh, H. Hoài Đức, Hà Nội.
Hình 2.1: Máy dệt các mẫu vải nghiên cứu
Máy có 8 tổ tạo vòng, chia thành 2 cụm, mỗi cụm gồm 4 tổ tạo vòng, trong đó 3 tổ đặt sợi chập PA và PA/PU, 1 tổ đặt sợi PU. Theo hàng vòng, các hàng dệt
sợi chập ở tất cả các cột vòng đều dệt như nhau, riêng sợi PU: dệt 1 cột vòng lại bỏ 2 cột. Vải sử dụng trong nghiên cứu này được cung cấp bởi dự án B 2013 – 01.54.
Bảng 2.1: Các đặc trưng cấu trúc của các mẫu vải mộc (sau dệt) Đặc trưng cấu trúc và tiêu chuẩn xác định Các mẫu vải mộc
Đặc trưng Tiêu chuẩn
xác định M220 M240 M260 M280 M295 Chiều dài vòng sợi, mm TCVN
5799:1994 3,46 3,35 3,12 3,07 3,05 Khối lượng, g/m2 TCVN 8042-2009 306,67 308,33 311,00 295,67 310,00 Mật độ Cột vòng/100 mm TCVN 5794:1994 199,00 203,00 203,33 199,67 205,67 Hàng vòng/100 mm 233,67 241,33 248,00 241,00 262,33
Vải mộc sau dệt được tiền xử lý và nhuộm nhằm tạo cho vải có độ bền màu tốt nhưng giảm tối đa các tác động làm tổn thương thành phần PU để không làm giảm đàn tính của vải. Qua tham khảo tài liệu và thực tế sản xuất vải đàn tính tại doanh nghiệp, tiến hành xử lý như sau: Vải mộc được giặt sơ bộ bằng xà phòng và chất hoạt động bề mặt ở nhiệt độ giặt 60oC, trong 55 phút, sau đó giặt lạnh 10 phút. Vải được nhuộm bằng thuốc nhuộm axit, ở nhiệt độ 95oC với thời gian 45 phút sau đó giặt nóng 60oC, trong thời gian 45 phút, giặt lạnh 20 phút và sấy khô. Vải để thả lỏng tự do, không tiến hành nhiệt định hình. Kết quả nhận được các mẫu vải nhuộm với độ lên màu và độ bền màu tốt (độ phai màu cấp 4-5, độ dây màu cấp 5 theo TCVN 4537-88). Các đặc trưng cấu trúc vải sau nhuộm phân tích được như trong bảng sau:
Bảng 2.2: Các đặc trưng cấu trúc của các mẫu vải nhuộm Đặc trưng cấu trúc Tiêu chuẩn
xác định
Các mẫu vải nhuộm
M220 M240 M260 M280 M295 Chiều dài vòng sợi, mm TCVN
5799:1994 3,18 3,10 3,01 2,87 2,73 Khối lượng, g/m2 TCVN 8042-2009 372,67 379,67 378,25 368,58 361,75 Mật độ Cột vòng/100 mm TCVN 5794:1994 226,00 232,00 232,00 228,67 227,33 Hàng vòng/100 mm 264,67 266,00 264,00 279,33 300,00
Bảng 2.3: Độ ổn định kích thước chiều dài vòng sợi và khối lượng của các mẫu vải sau nhuộm so với vải mộc
Đặc trưng cấu trúc Phần trăm tăng, giảm của vải nhuộm so với vải mộc, %
M220 M240 M260 M280 M295
Chiều dài vòng sợi, % -8,09 -7,46 -3,53 -6,51 -10,49 Khối lượng, % 21,52 23,13 21,62 24,70 16,70
Từ kết quả của bảng 2.3, cho thấy:
- Chiều dài vòng sợi của tất cả các mẫu nghiên cứu đều giảm đi sau khi nhuộm do vải bị co (giảm kích thước) khá mạnh theo chiều dọc (đến 20,0%) và chiều ngang (đến 16,5%) (xem Phụ lục 1). Chiều dài vòng sợi của mẫu vải mộc M295 giảm nhiều nhất sau khi nhuộm (khoảng 10,49%), mẫu vải M260 có chiều dài vòng sợi thay đổi ít nhất sau nhuộm (khoảng 3,53%).
- Khối lượng của các mẫu vải nghiên cứu đều tăng sau khi nhuộm do vải bị co khá mạnh theo chiều dọc và chiều ngang. Khối lượng của mẫu vải M280 tăng mạnh nhất sau khi nhuộm (khoảng 24,70%), trong khi đó mẫu vải M295 có khối lượng tăng nhỏ nhất sau nhuộm là 16,70%.
Kết quả phân tích vải sau dệt và sau khi nhuộm thể hiện trên các biểu đồ sau đây:
0 1 2 3 4 M220 M240 M260 M280 M295
Chiều dài vòng sợi sau nhuộm, mm
Chiều dài vòng sợi sau dệt, mm
Hình 2.2: Chiều dài vòng sợi của vải sau dệt và sau nhuộm, mm
Qua hình 2.2, kết quả là chiều dài vòng sợi vải sau khi nhuộm thì ngắn hơn chiều dài vòng sợi của vải mộc.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 M220 M240 M260 M280 M295
Khối lượng vải sau dệt, g/m2 Khối lượng vải sau nhuộm, g/m2
Hình 2.3: Khối lượng của vải sau dệt và sau nhuộm, g/m2
Qua hình 2.3, cho thấy khối lượng vải sau khi nhuộm lớn hơn khối lượng vải mộc.
Trong các phần nghiên cứu về sau tác giả sẽ sử dụng thông số ảnh hưởng của chiều dài vòng sợi, theo công thức mô-đun vòng sợi
y v d
l
H theo (1). Bởi vì các mẫu vải được thí nghiệm thì 5 mẫu vải có cùng 3 loại sợi như sợi PU, sợi PA dún và sợi bọc PA/PU, có cùng kiểu dệt và đường kính dycủa 3 loại sợi như nhau, theo công thức (1) thì mô-đun vòng sợi H có mối tương quan chặt chẽ với chiều dài vòng sợi lv.
luận văn này thì vải kéo giãn ngang đến 50% (sử dụng trên ống PVC thí nghiệm) và đến 80% (sử dụng trên thiết bị thí nghiệm). Vì vậy, khi kéo giãn ngang vải thì độ co dọc của vải không đáng kể khi thí nghiệm.
Để sử dụng được thuận tiện trong nghiên cứu thực tế, việc xác định đường kính dy của từng loại sợi rất khó khăn vì là sợi đàn tính như sợi PA dún và sợi bọc PA/PU chập vào nhau. Vì vậy, tác giả phải sử dụng chiều dài vòng sợi lv của sợi PU (5 mẫu vải) để nghiên cứu trong luận văn này.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Xác định độ ổn định kích thước của các mẫu vải theo các chu kỳ thí nghiệm nghiệm
Thực hiện 5 chu kỳ thí nghiệm mô phỏng quá trình sử dụng trang phục bó sát. Với mỗi chu kỳ thí nghiệm vải bị kéo giãn 50% theo hướng ngang trên ống PVC hình trụ (do độ nhám bề mặt của ống PVC khi lồng vải vào ống bị kéo căng và được giữ ổn định trên ống theo kích thước ngang và chiều dài cố định 1 m của vải (kích thước dọc không thay đổi) trong thời gian 24 giờ (hình 2.4). Sau đó, tháo vải khỏi ống thí nghiệm và xác định kích thước ngang (theo chiều cột vòng) của các mẫu vải theo thời gian (để thả lỏng mẫu vải): 0 phút (đo tại thời điểm vừa tháo vải khỏi ống thí nghiệm), 15, 30, 60, 120, 180 và 240 phút; cũng như đo kích thước ngang của các mẫu vải sau sau khi giặt và sấy khô. Tính toán mức độ thay đổi kích thước mẫu so với kích thước mẫu ban đầu (trước khi bị kéo giãn – quy định là chu kỳ 0).
Hình 2.4: Mẫu vải được kéo giãn ngang trên ống thí nghiệm (bằng nhựa PVC) Độ ổn định kích thước ngang H, %, hay mức độ thay đổi kích thước (thường là
mức độ tăng kích thước) của các mẫu vải thí nghiệm được xác định theo công thức: 100 0 0 1 L L L H , [%] (1) trong đó:
L1 - Kích thước ngang của mẫu sau khi bị kéo giãn và để lơi một khoảng thời gian, [mm];
L0 - Kích thước ban đầu mẫu trước khi bị kéo giãn, [mm].
Giá trị H càng nhỏ hay mức độ tăng kích thước của mẫu càng nhỏ, mẫu có độ ổn định hình dạng càng tốt hay mẫu có khả năng phục hồi đàn hồi càng tốt.
2.3.2. Xác định thời gian và giá trị lơi áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm các chu kỳ thí nghiệm
Sau mỗi chu kỳ thí nghiệm, mẫu vải bị kéo giãn cố định với độ giãn 50% theo hướng ngang (kích thước dọc không thay đổi) trên thiết bị mô phỏng áp lực trang phục lên cơ thể người sử dụng (hình 2.4). Ghi nhận giá trị áp lực của mẫu lên bề mặt theo thời gian cho đến khi áp lực mẫu lên bề mặt không thay đổi trong thời gian 5 phút (giá trị áp lực trên thiết bị không thay đổi trong phạm vi đo của thiết bị là đến 0,1 g hay tương ứng khoảng 0,010406 mmHg).
Đánh giá sự thay đổi áp lực và thời gian lơi áp lực (thời gian áp lực đạt đến mức độ ổn định lên bề mặt) của các mẫu thí nghiệm có các chiều dài vòng sợi khác nhau theo các chu kỳ thí nghiệm.
2.3.3. Xác định áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm
Sau từng chu kỳ thí nghiệm (vải bị kéo giãn 50% theo hướng ngang (kích thước dọc không thay đổi) trên ống PVC hình trụ 24 giờ, để thả lỏng 240 phút, giặt và phơi khô), mẫu vải bị kéo giãn với độ giãn 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 và 80% theo hướng ngang (kích thước dọc không thay đổi) trên thiết bị mô phỏng áp lực trang phục lên cơ thể người sử dụng (hình 2.11). Ghi nhận áp lực lên bề mặt của các mẫu vải thí nghiệm với các độ giãn nêu trên và đánh giá ảnh hưởng của chiều dài vòng sợi đến áp lực vải lên bề mặt theo từng chu kỳ thí nghiệm.
sản xuất vải dệt kim đàn tính cao cho các sản phẩm có yêu cầu cao về tính ổn định kích thước và áp lực xác định lên bề mặt cơ thể người mặc như trang phục chỉnh hình thẩm mỹ.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kế thừa các kết quả nghiên cứu đã công bố làm cơ sở cho nghiên cứu thực nghiệm.
Nghiên cứu khảo sát để lựa chọn đối tượng nghiên cứu.
Nghiên cứu thực nghiệm xác định đặc trưng ổn định kích thước và áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt.
Phương pháp đánh giá so sánh.
Sử dụng phần mềm Ms Excel để xử lý số liệu thực nghiệm.
2.4.1. Phương pháp và tiêu chuẩn xác định các đặc trưng cấu trúc vải
2.4.1.1. Xác định chiều dài vòng sợi
Chiều dài vòng sợi trong vải được xác định dựa theo TCVN 5799:1994. Dụng cụ: thước thẳng có độ chính xác từng milimét.
Lấy mẫu vải thí nghiệm có kiểu dệt Single, vạch trên mẫu thí nghiệm có giới hạn là 100 vòng sợi, với mỗi mẫu thí nghiệm tiến hành tháo ra đo 20 hàng vòng, lấy trung bình của chúng thì được chiều dài của 100 vòng sợi trên vải Single. Mỗi loại vải có 3 mẫu vải thí nghiệm sẽ có 3 chiều dài vòng sợi.
2.4.1.2. Xác định mật độ
Phương pháp xác định mật độ vải dệt kim là xác định mật độ dọc và mật độ ngang của vải, được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 5794:1994.
Dụng cụ: Kính lúp soi mật độ vải (độ phóng đại 10x hoặc 12x), kim gẩy sợi, thước thẳng độ chính xác từng milimét (hình 2.5).
Tiến hành: Xác định số vòng sợi trên 10 cm chiều dài với vải Single và vải Interlock, số lượng đếm được là số cột vòng, hàng vòng trên 10 cm. Tiến hành đếm 3 lần trên một mẫu và chia trung bình chia tiếp cho 10, có kết quả được là mật độ cột vòng và mật độ hàng vòng của mẫu vải dệt kim thử nghiệm.
Hình 2.5: Kính lúp và kim gẩy sợi (hay mũi mác)
2.4.1.3. Xác định khối lượng của vải
Xác định dựa theo TCVN 8042-2009.
Dụng cụ: Cân điện tử Sartorius – Phòng thí nghiệp vật liệu dệt, Viện dệt may - da giầy và thời trang (độ chính xác tới 0,001g) (hình 2.6).
Tiến hành: Cắt 3 mảnh vải của 1 mẫu vải dệt kim có kích thước 20 x 20 cm, cân mẫu vải ở điều kiện môi trường của phòng thí nghiệm. Tiến hành cân 3 lần trên một mẫu và chia trung bình cho 3, sau đó nhân cho 25 để có được khối lượng vải trên 1 m2.
2.4.2. Phương pháp đánh giá các đặc trưng ổn định kích thước và áp lực vải lên bề mặt lên bề mặt
2.4.2.1. Quy cách thí nghiệm
Trong nghiên cứu này, tiến hành mô phỏng sự kéo giãn vải trong quá trình sử dụng (vải bị kéo giãn chủ yếu theo hướng hàng vòng, bị giặt ướt, sấy khô lặp lại nhiều lần). Thực hiện 5 chu kỳ thí nghiệm.
Mỗi chu kỳ, kéo giãn cố định vải 24 giờ, sau đó để thả lỏng 4 giờ, giặt, phơi khô và để ổn định mẫu vải. Theo tiêu chuẩn D 4964 - 96, mẫu được kéo giãn theo hướng ngang 30, 50 và 70%. Trong thực tế sử dụng, độ giãn ngang của vải trên trang phục khi sử dụng thường không quá 60%. Do vậy, trong nghiên cứu này sử dụng phương án kéo giãn mẫu 50% theo hướng ngang.
Vải được kéo căng trên các ống nhựa PVC đường kính 16 cm (mô phỏng một bộ phận hình trụ của cơ thể người như vùng đùi ... ) dài 100 cm.
Giặt lạnh mẫu trên máy giặt theo tiêu chuẩn TCVN 4537 – 88. Vải được phơi khô ở điều kiện nhiệt độ phòng.
Kích thước vải được đo bằng thước phẳng đo chiều dài có độ chính xác đến từng milimét.
Áp lực vải lên bề mặt trên thiết bị đo chuyên dụng mô phỏng áp lực vải lên bề mặt cơ thể người (hình 2.7) tại Trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt may-Da giầy, ĐH Bách khoa Hà Nội.
2.4.2.2. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm
Để có được kết quả thí nghiệm đồng nhất và chính xác theo 5 chu kỳ kéo giãn, giặt và sấy khô, ổn định mẫu, cũng như thuận tiện và tiết kiệm thời gian thí nghiệm, cần cắt mẫu có chiều dài đủ lớn (tối thiểu là 1 m) để sau mỗi chu trình thí nghiệm có thể cắt các mẫu thử từ mẫu lớn mà phần còn lại có thể tiếp tục thử nghiệm các chu kỳ thử tiếp theo.
Với đường kính ống thử là 160 mm, vải bị kéo giãn theo chiều ngang 50%, cần cắt mẫu có kích thước ngang 356 mm, trong đó phần làm việc của mẫu là 336 mm, phần để may mẫu theo mép là 20 mm (đường may cách mép mẫu 10mm).
Các mép mẫu thử theo chiều dọc được may can lại, nhận được mẫu thử dạng ống.
Dùng chỉ đánh dấu các điểm dọc theo chiều dài mẫu để làm mốc đo kích thước vải theo chiều ngang. Nếu mẫu may có kích thước ngang không thật chuẩn cần phải đo kích thước chiều ngang ban đầu của mẫu theo các điểm đã đánh dấu.
2.4.2.3. Thực hiện thí nghiệm mẫu vải
Mỗi chu kỳ thí nghiệm được thực hiện như sau:
- Lồng mẫu vải đã may lên ống nhựa sao cho chiều dài mẫu không thay đổi và giữ mẫu 24 giờ ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phòng.
- Sau 24 giờ lấy mẫu khỏi ống nhựa và đo kích thước vải sau: 0 phút (ngay