L ỜI CAM ĐOAN
1.2.3. Các phương pháp đo độ rủ vải
a)Đo độ rủ theo hai hướng sợi dọc và sợi ngang
Theo V.Ia Evdokimow và A.K. Bukharova, lấy mẫu vải kích thước 40 x 20cm đánh dấu các điểm 1, 2, 3, 4 ở các khoảng đã ghi trên hình. Dùng kim 5 đâm xuyên qua vải tại các điểm đó sao cho miếng vải gấp làm 3 và sau đó treo nó lên cho rủ tự do trên giá có ép chặt bằng hai nút 6 và 7 (hình 1-2). Sau 3 phút, đo kích thước A.
Hệ số rủ của vải tính theo công thức:
b)Xác định độ rủ theo phương pháp dùng đĩa
400
2,5 65 65 65 2,5
200
6 7 5
A
Hình 1.13: Đo độ rủ vải theo 2 hướng sợi dọc và sợi ngang
Nh =
200 200A
Cắt mẫu vải hình tròn 1 có đường kính D và đặt trên đĩa 2 có đường kính d rồi đặt lên trên một cái đĩa nhỏ 3 khác để giữ mẫu. Đĩa 2 nằm trên trụ 4 (hình 1-3a). Khi đó miếng vải sẽ rủ xuống và tạo nên một bóng có nếp lượn trên nền 5. Nếu trên nền ta đặt mảnh giấy 6 và chiếu chùm tia sáng thẳng đứng từ trên xuống, ta sẽ chép được đường viền của bóng (hình 1-3 b,c,d). Vải cứng hay mềm sẽ có các dạng bóng hoàn toàn khác nhau. Vải cứng (độ rủ ít) có các bóng như hình 1- 3b, c. Vải mềm (có độ rủ nhiều) sẽ có bóng như hình 1 -3d.
Hệ số rủ của vải được tính theo công thức sau:
Với S: diện tích của mẫu (mm2) được đo sau 3 phút kẹp mẫu D: đường kính mẫu vải
Nếu A, B là kích thước hình chiếu theo hướng sợi ngang và theo hướng sợi dọc thì tỷ số X0 =
A B
sẽ thể hiện vải rủ tốt theo hướng nào. Khi: X0 1,1 vải sẽ rủ hơn theo hướng ngang X0 0,95 vải sẽ rủ hơn theo hướng dọc
0,95 X0 1,1 vải có độ rủ theo 2 hướng là như nhau.
Hình 1.14: Đo độ rủ của vải theo phương pháp dùng đĩa
d 3 1 6 2 5 4 a A D B b d B c d B 5 A b Hm = (1 - 4 2 D S ) x 100 [%]
Các kích thước đề nghị áp dụng D = 15cm cho tơ lụa và D = 20cm cho các loại vải khác, d = 5cm cho vải len, tơ tằm và d = 8cm cho vải cotton. Nhược điểm của phương pháp này là khó tạo nên chùm tia sáng chiếu thẳng đứng từ trên xuống và khó xác định diện tích bóng.
c)Phương pháp Cantilever
Năm 1930 Peirce [5] đã giới thiệu “Phương pháp Cantilever” để đo độ cứng của vải. Ban đầu việc đo độ cứng theo kích thước được sử dụng để đánh giá độ rủ của vải. Để giải quyết những hạn chế trong việc ước tính về độ rủ của vải thông qua việc đo độ cứng bằng kích thước, các nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm nghiên cứu về vải đã phát triển máy đo độ rủ của vải F.R.L. Sau đó thì Cusick (1968) đã phát triển máy đo độ rủ của vải theo nguyên lý tương tự, để đo độ rủ của vải. Chu và cộng sự cùng Cusick đã có những đóng góp quan trọng trong việc xác định độ rủ vải trong thực tế. Hình 1.4 minh họa cho phương pháp thử này.
Công thức dưới đây được phát triển để đo độ cứng của vải: 3 1 3 tan 8 2 1 tan 8 2 1 Cos L C Cos ML G Trong đó:
G: độ cứng khi uốn (MPa)
M: khối lượng vải trên mỗi đơn vị diện tích (g/m2)
: góc uốn vải (o)
C: chiều dài uốn (mm) L: chiều dài treo vải (mm)
d) Phương pháp vòng treo [6]
Nếu vải quá mềm, phương pháp Cantilever không cung cấp một kết quả thỏa mãn. Trong trường hợp này, phương pháp vòng treo được dùng để đo độ cứng vải [6]. Ba phương pháp vòng treo chính được minh họa trong hình 1.16. Chiều dài treo (của) vòng L và chiều dài không bị làm méo của vòng được dùng để xác định độ cứng.
e) Đo độ rủ vải theo phương pháp quang học trên máy đo độ rủ Cusick:
Thông thường, độ rủ được đo bằng máy Cusick cho ta hệ số rủ của vải. Hệ số này được định nghĩa là tỉ số giữa diện tích của phần hình tròn thu được bằng phép Hình 1.17: Máy đo độ rủ Cusick Hình 1.18: Hình dạng nếp gấp trên máy Cusick
chiếu thẳng đứng bóng của mẫu vải đo độ rủ với tổng diện tích của vòng tròn, biểu diễn dạng % (hình 1.8). Để đo hệ số rủ của vải, mẫu vải cắt hình tròn được đỡ nằm ngang bởi một dĩa bên trong và bên ngoài miếng vải. Trong suốt quá trình thí nghiệm, vải được đặt giữa 2 dĩa và dĩa hình bên ngoài được hạ thấp dần dần trong khi dĩa bên trong được giữ cố định để chỉ tạo ra một vòng tròn của vải bị làm rủ xuống. Điều này cho ta kết quả là độ biến dạng của vải tạo thành một chuỗi gồm các nếp gấp liên tục được đỡ bởi một dĩa hình tròn.
Diện tích bóng -π r2*100 π (R2-r2)
Hệ số rủ của vải =
Hình 1.19: Đo hệ số rủ của vải
r R
f) Đo độ rủ vải dùng máy quét 3D
Hình 1.20: Cấu tạo máy đo độ rủ quét 3D
Một phương pháp khác để đo độ rủ là dùng máy quét sử dụng ánh sáng trắng. Một mẫu vải hình tròn rủ xuống trên một dĩa tròn với khung cố định đặt trong máy quét 3D. Cấu tạo được mô tả trong hình 1.20 cho thấy việc giữ mẫu vải trên dĩa cho phép mẫu vải rủ xuống giống như nguyên lý máy đo Cusick. Máy quét cần 12 giây để chụp lại dữ liệu bóng của phần vải bị rủ xuống. Phần dữ liệu này được xử lý bởi phần mềm GeomagicTM để tạo bề mặt 3D cho vật được quét. Hệ số rủ của vải và các tham số quan trọng khác đều có thể được rút ra từ phần mềm GeomagicTM.
Hình 1.21: Xử lý dữ liệu dạng đám mây từ 2 lần quét trong phần mềm Geomagic
Máy quét sẽ chụp lại phần trước và phần sau của vật được quét một cách hiệu quả, và khi dùng để đo vật thể, thì nó sẽ ngoại suy các mặt của vật thể. Vì vậy, trong việc chụp lại các nếp gấp của vải, rất khó có thể chụp được toàn bộ hình dạng của mẫu vải bị rủ xuống với chỉ một lần quét. Do đó, 2 lần quét (lần sau xoay đi 900 so với lần đầu) được thực hiện để có thể chụp được toàn bộ hình dạng của vải rủ xuống.
Sử dụng phần mềm GeomagicTM, hình ảnh các đám mây điểm được làm sạch để loại bỏ những điểm ngoài không liên quan. Sau đó những tấm ảnh chụp mỗi nếp gấp từ Oo rồi sang 90o (chụp bằng máy quét) được sáp nhập lại thành một tấm hình hoàn chỉnh. Các máy quét xử lý sắp xếp chính xác các tấm ảnh và tạo ra một bề mặt hoàn chỉnh từ ảnh các đám mây điểm (hình 1.21). Mô hình 3D cuối cùng được tạo ra sẽ được dùng để rút ra các tham số về độ rủ.
Hình 1.22: Các bước tính toán hệ số độ rủ của vải bằng máy quét và xử lý bằng phần mềm GeomagicTM
Các bước liên quan đến quá trình tính toán hệ số rủ của vải từ một ảnh quét đã qua xử lý được diễn tả trong hình 1.22. Trong hình 1.22a, hình quét đã xử lý được chiếu lên một mặt phẳng song song. Trong hình 1.22b, một lát mỏng của mặt cắt được cắt ra khỏi biên dạng. Hình 1.22c cho thấy chỉ có một lát cắt ngang. Hình 1.22d,e cho thấy các diện tích mà tỉ số của chúng nếu nhân với 100 thì cho ra hệ số rủ của vải. Kích thước nếp gấp cũng được chú ý đến. Để kiểm tra lại hệ thống đo hệ số rủ của vải bằng máy quét 3D, vài thí nghiệm so sánh phương pháp Cusick với phương pháp sử dụng
Hệ số độ rủ của vải = 100 2 1 x A A
máy quét 3D đã được thực hiện. Các kết quả về phân tích thống kê cho thấy hệ số tương quan giữa 2 phương pháp xác định độ rủ của vải là 0.984. Kết quả từ thí nghiệm so sánh cho thấy không có sự khác biệt quan trọng nào giữa máy đo truyền thống Cusick với phương pháp dùng máy quét 3D. Điều này cho thấy giá trị độ rủ từ phương pháp dùng máy quét 3D là đáng tin cậy khi so với phương pháp đo của Cusick.