và thải hồi ẩm của vải
Mục tiêu của nội dung nghiên cứu này là xác định các đặc trưng: độ mao dẫn, độ thoáng khí của các mẫu vải.
2.4.2.1. Xác định độ mao dẫn của vải
Một trong những phương thức truyền nhiệt từ bề mặt cơ thể ra môi trường xung quanh là bằng cách thoát mồ hôi. Khi mồ hôi thoát ra và bốc hơi trên bề mặt da sẽ làm cho độ ẩm của lớp không khí trong vùng vi khí hậu tăng lên, mồ hôi thoát ra nhiều sẽ tạo thành một lớp nước ngay trên bề mặt da. Chính những điều này gây nên sự khó chịu cho người mặc và làm tăng nhanh quá trình dẫn nhiệt từ cơ thể ra môi trường bên ngoài và làm cho cơ thể bị mất nhiều nhiệt và gây bất lợi cho cơ thể khi ở trong môi trường lạnh.
Để duy trì độ ẩm tiện nghi của lớp không khí trong vùng vi khí hậu thì lớp quần áo mặc sát người phải có khả năng hút được lượng hơi nước và nước thoát ra từ cơ thể đồng thời có khả năng đưa nó ra ngoài.
Lượng hơi nước có trong mồ hôi thoát ra từ bề mặt da của cơ thể được lớp quần áo mặc sát người lấy đi và làm thoát ra môi trường theo những quá trình và nguyên lý khác nhau, một trong số đó là bằng cách mao dẫn. Mồ hôi ở trạng thái lỏng nên được vải hút vào và di chuyển trong nó nhờ lực mao dẫn theo những hướng khác nhau. Vì vậy, nghiên cứu thực nghiệm độ mao dẫn của vải được luận văn làm theo những hướng sau:
64
Thí nghiệm 7: Xác định độ mao dẫn của vải theo phương thẳng đứng
Điều kiện thí nghiệm:
Tiêu chuẩn thử nghiệm TCVN 5073 - 90 phương pháp xác định độ mao dẫn của
vải
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:
Từ mỗi mẫu ban đầu cắt 3 mẫu thử theo hướng sợi dọc và 3 mẫu thử theo hướng sợi ngang, kích thước mẫu 250 x 50mm. Cắt mẫu sao cho các mẫu thử không cùng trên một băng sợi dọc hoặc sợi ngang.
Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t =
27 ± 50C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86)
Phương tiện thí nghiệm
Một giá đứng (hình 2.12) có núm vặn thay đổi được chiều cao, trên đó có gắn khung ghim và thước thẳng có vạch chia từ 0 đến 200mm.
Vật tạo mức căng ban đầu có khối lượng 2g ở dạng cặp không gỉ có chiều rộng 50mm.
Khay đựng dung dịch thử có đáy phẳng nằm ngang, đặt trên kệ đỡ. Đồng hồ
Nước cất
Ammonium dichromate (NH4)2Cr2O7, dung dịch 5g/l trong nước ở nhiệt độ
thường cho vải sáng màu. Dùng thuốc nhuộm Malachite Green, dung dịch 3g/l trong nước ở nhiệt độ thường cho vải sẫm màu.
Tiến hành thí nghiệm:
Tiến hành thử trong điều kiện khí hậu có nhiệt độ t = 25 ± 20C và độ ẩm tương
đối φ = 65 ± 2%.
Đặt khay chứa dung dịch Ammonium dichromate (chiều cao dung dịch phải lớn hơn 50mm) phía dưới khung ghim rồi điều chỉnh sự thăng bằng của khay dung dịch bằng 4 đinh vít phía dưới bệ đỡ.
Dùng bút xanh vạch vào mỗi mẫu thử cách đầu sẽ nhúng vào dung dịch là 10mm.
65
Ghim mẫu thử vào hàng ghim phía trên của khung ghim, còn phần dưới vạch kẻ của mẫu được kẹp bằng cặp không gỉ sao cho vạch kẻ trên mẫu trùng với điểm 0 của thước đo.
Hình 2.12. Thiết bị thí nghiệm độ mao dẫn của vải
Treo khung ghim lên giá đỡ rồi hạ dần chiều cao của khung ghim cho tới khi mức dung dịch ngập đến điểm 0 của thước đo. Vặn cố định chiều cao bằng núm vặn điều chỉnh.
Sau 5,10,15,20,25, 30 phút (tính từ lúc dung dịch thử ở vị trí điểm 0 trên thước đo) tiến hành đọc chiều cao mao dẫn của vải tương ứng với vạch khắc trên thước đo bên cạnh với độ chính xác đến 1mm Khung ghim Các băng vải thử Khay đựng dung dịch Kẹp Thước đo
66
Nếu chiều cao mao dẫn thể hiện trên mẫu không đồng đều, phải lấy giá trị trung bình của chiều cao mao dẫn ở vị trí thấp nhất và cao nhất.
Cách xử lý số liệu đo
Độ mao dẫn của vải được biểu thị bởi chiều cao của mực chất lỏng dâng lên sau
khi thấm vào vải qua thời gian t đo được từ thực nghiệm. Độ mao dẫn được biểu thị
bằng centimet trên phút, tính riêng theo chiều sợi dọc và chiều sợi ngang vải.
Thí nghiệm 8: Xác định độ mao dẫn theo phương thẳng đứng bằng cách nhỏ giọt chất lỏng vào bề mặt vải.
Điều kiện thí nghiệm:
Dựa trên tiêu chuẩn thử nghiệm TCVN 5073 - 90 phương pháp xác định độ
mao dẫn của vải và có sự thay đổi cho phù hợp với thực tế khi quần áo được mặc trên bề mặt da cơ thể người có các giọt mồ hôi.
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:
Từ mỗi mẫu ban đầu cắt 3 mẫu thử có kích thước mẫu 250 x 200mm, các cạnh của mẫu cắt theo các hướng dọc và ngang của vải. Cắt mẫu sao cho các mẫu thử không cùng trên một băng sợi dọc.
Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t =
27 ± 50C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86)
Phương tiện thí nghiệm
Một giá đứng (hình 2.13) trên đó có gắn khung ghim và thước thẳng có vạch chia từ 0 đến 200mm.
Thước vuông có vạch chia trên bề mặt thước (hình 2.14). Đồng hồ bấm giờ.
Nước cất
Ammonium dichromate (NH4)2Cr2O7, dung dịch 5g/l trong nước ở nhiệt độ
thường cho vải sáng màu. Dùng thuốc nhuộm Malachite Green, dung dịch 3g/l trong nước ở nhiệt độ thường cho vải sẫm màu.
67
Hình 2.13. Thiết bị thí nghiệm độ mao dẫn từ bề mặt của vảitheo phương
thẳng đứng
Hình 2.14. Thước vuông có vạch chia trên bề mặt
Tiến hành thí nghiệm:
Tiến hành thử trong điều kiện khí hậu có nhiệt độ t = 25 ± 20C và độ ẩm tương
đối φ = 65 ± 2%.
Dùng bút xanh đánh dấu một điểm vào mỗi mẫu thử cách mép dưới 200mm và nằm giữa theo chiều ngang của mảnh vải.
Ghim mẫu thử vào hàng ghim phía trên của khung ghim. Treo khung ghim lên giá đỡ
Bơm từ từ 2ml dung dịch Ammonium dichromate vào mẫu thử tại vị trí đã được đánh dấu trên vải trong thời gian 1 phút.
Sau 5,10,15,20,25, 30 phút (tính từ lúc bắt đầu bơm dung dịch thử vào mẫu) tiến
hành đo kích thước của phần vải bị ngấm ẩm bằng cách đặt thước vuông có vạch
chia trên bề mặt thước và lấy vạch khắc trên thước đo bên cạnh làm chuẩn để đo
kích thước ngấm ẩmvới độ chính xác đến 1mm.
68
Điều kiện thí nghiệm:
Dựa trên tiêu chuẩn thử nghiệm TCVN 5073 - 90 phương pháp xác định độ
mao dẫn của vải và có sự thay đổi cho phù hợp với nghiên cứu.
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:
Từ mỗi mẫu ban đầu cắt 3 mẫu thử có kích thước mẫu 250 x 200mm, các cạnh của mẫu cắt theo các hướng dọc và ngang của vải. Cắt mẫu sao cho các mẫu thử không cùng trên một băng sợi dọc.
Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t =
27 ± 50C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86)
Phương tiện thí nghiệm
Một khung ghim và thước thẳng có vạch chia từ 0 đến 200mm. Thước vuông có vạch chia trên bề mặt thước.
Đồng hồ bấm giờ. Nước cất
Ammonium dichromate (NH4)2Cr2O7, dung dịch 5g/l trong nước ở nhiệt độ
thường.
Tiến hành thí nghiệm:
Tiến hành thử trong điều kiện khí hậu có nhiệt độ t = 25 ± 20C và độ ẩm tương
đối φ = 65 ± 2%
Dùng bút xanh đánh dấu một điểm vào giữa mảnh vải.
Ghim mẫu thử vào hàng ghim phía trên của khung ghim, phần dưới mẫu được kẹp bằng vật tạo sức căng ban đầu có trọng lượng 10g sao cho vải được phẳng.
Đặt khung ghim ở trạng thái thẳng đứng sao cho mẫu thử được phẳng, sau đó từ từ xoay khung ghim và đặt lên một mặt phẳng nằm ngang sao cho mẫu thử được phẳng (hình 2.15)
Nhỏ từ từ 2ml dung dịch Ammonium dichromate vào mẫu thử tại vị trí đã được đánh dấu trên vải trong thời gian 1 phút.
69
Hình 2.15. Thiết bị thí nghiệm độ mao dẫn từ bề mặt của vải
theo phương nằm ngang
Sau 5,10,15,20,25, 30 phút (tính từ lúc bắt đầu nhỏ dung dịch thử vào mẫu) tiến hành đọc kích thước dọc và ngang mao dẫn của vải bằng cách đặt thước vuông có vạch chia trên bề mặt thước và lấy vạch khắc trên thước đo bên cạnh làm chuẩn để đo kích thước mao dẫn với độ chính xác đến 1mm.
2.4.2.2. Xác định độ thoáng khí của vải
Độ thoáng khí tạo cho vải có khả năng cho xuyên qua nó không khí, hơi ẩm hoặc nước dễ dàng. Tỉ lệ diện tích lỗ trống giữa các sợi càng lớn càng giúp cho vải thông thoáng tốt. Trong hoạt động hàng ngày, cơ thể cần thoát mồ hôi, cần tỏa nhiệt ra bên ngoài nên quần áo rất cần độ thoáng khí. Điều này có lợi cho sức khỏe con người vì ngoài việc bảo vệ cơ thể vẫn cho phép cơ thể tiếp xúc với không khí bên ngoài.
Hiện nay đã có một số thiết bị cho phép đo độ thoáng khí của vải một cách nhanh chóng và chính xác, một trong số đó là máy đo độ thoáng khí MO 21A của hãng SLD – Atlas.
Thí nghiệm 10: Xác định độ thoáng khí của vải
Điều kiện thí nghiệm:
Tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 9237: 1995 phương pháp xác định độ thoáng khí của vải
70
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:
Mẫu vải cần chuẩn bị có diện tích 30×30 cm. Vải trước khi đưa vào thí nghiệm
sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t = 27 ± 50C và độ ẩm tương đối φ = 65 ±
2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86).
Phương tiện thí nghiệm
Dùng máy đo MO 21A, của hãng SLD – Atlas, Air permeability tester (hình 2.16) xác định lượng khí đi qua mẫu vải trên một đơn vị diện tích trong một khoảng thời gian khi có sự chênh lệch áp suất giữa 2 bề mặt của vải.
Thiết bị kết nối hiển thị dữ liệu độ thoáng khí (hình 2.17).
Độ thoáng khí đặc trưng bằng lượng không khí (dm3
) truyền qua 1m2 chế phẩm
trong 1s khi hiệu số áp suất giữa hai mặt chế phẩm là N/m2.
Tiến hành thí nghiệm:
Lấy các thông số của máy theo tiêu chuẩn qui định.
Đầu đo có diện tích 20cm2
Áp suất là 100 Pa
Đơn vị đo l/m2
/s
Cách đặt vải khi thí nghiệm: đặt mặt phải của vải lên trên hướng vào đầu đo. Trên mẫu thí nghiệm tiến hành 10 lần.
Cách xử lý số liệu đo
Từ kết quả đo được lấy giá trị trung bình. Giá trị trung bình này chính là độ thoáng khí của mẫu vải.
71
Hình 2.16. Máy đo độ thoáng khí MO 21A Hình 2.17. Thiết bị kết nối hiển thị dữ liệu độ thoáng khí
2.4.3. Phân tích ảnh hưởng của tính hấp thụ và thải hồi ẩm của các mẫu vải đến tính tiện nghi về ẩm của quần áo.
Đối với quần áo mặc sát người, tính hấp thụ và thải hồi ẩm của vải có ảnh hưởng nhiều đến tính tiện nghi về ẩm của quần áo. Khi mặc quần áo, cơ thể chỉ cảm thấy dễ chịu và thoải mái khi có được vùng vi khí hậu giữa bề mặt da và lớp quần áo mặc sát người có các đặc trưng gần với điều kiện tiện nghi của cơ thể. Nhưng các đặc trưng vùng vi khí hậu này luôn thay đổi do quá trình bài tiết qua da, quá trình sinh nhiệt của cơ thể diễn ra liên tục và điều kiện môi trường không phải lúc nào cũng ổn định. Để có được điều kiện tiện nghi đó thì vải dùng để may quần áo mặc sát người phải có các đặc trưng với những giá trị thích hợp để hỗ trợ khi tự cơ thể không thể điều chỉnh được trong một số điều kiện cụ thể.
Tính hấp thụ và thải hồi ẩm của vải có ảnh hưởng nhiều đến tính tiện nghi về ẩm của quần áo thể hiện ở những khía cạnh sau:
- Với khả năng hấp thụ ẩm và thải hồi ẩm của vải sẽ hấp thụ được lượng mồ hôi nằm trên da và đưa nó thoát ra ngoài nhằm duy trì độ ẩm tiện nghi trong vùng vi khí hậu.
72
- Quần áo có khả năng hấp thụ ẩm và thải hồi ẩm sẽ góp phần tạo sự cân bằng và ổn định về nhiệt độ trong vùng vi khí hậu khi điều kiện môi trường bên ngoài khác nhau và khi có những hoạt động vật lý khác nhau của cơ thể.
- Vải có độ mao dẫn và độ thoáng khí thích hợp sẽ hỗ trợ cho khả năng hút ẩm và thải hồi ẩm của vải để tạo nên điều kiện tiện nghi hơn cho quần áo.
Kết luận chương 2
- Qua khảo sát thực tế trên thị trường, luận văn đã lựa chọn được 8 mẫu vải đang được dùng để sản xuất quần áo mặc sát người của Công ty Cổ phần dệt may Hà Nội (Hanosimex) và của Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Dệt kim Đông Xuân (Doximex) với chất liệu chính là cotton, cotton pha spandex và cotton pha polyester để tiến hành thực nghiệm xác định khả năng hút ẩm và thải hồi ẩm của vải. Đồng thời, luận văn cũng thực nghiệm để xác định độ mao dẫn và độ thoáng khí của các mẫu vải trên để có được sự đánh giá đầy đủ hơn về tính tiện nghi của chúng.
- Thực nghiệm xác định mức độ hút ẩm, thông hơi và thải hồi ẩm, độ mao dẫn, độ thoáng khí của các mẫu vải được nghiên cứu dựa trên các tiêu chuẩn của Việt Nam và quốc tế. Kết quả nhận được cho phép xác định mức độ ảnh hưởng của tính hút ẩm và thải hồi ẩm của các mẫu vải đến tính tiện nghi cho cơ thể khi sử dụng quần áo mặc sát người được sản xuất từ các loại vải này.
73
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả thực nghiệm xác định độ thoát ẩm qua vải
Thực nghiệm 1: Nghiên cứu thực nghiệm độ thoát ẩm qua vải trong điều kiện đẳng
nhiệt với nhiệt độ môi trường t = 25 ± 20C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2%.
Bảng 3.1. Khối lượng mẫu và nước còn lại khi ở nhiệt độ t = 250C
Mẫu vải
Khối lượng mẫu và nước còn lại sau các khoảng thời gian (g)
T= 0 (giờ) T = 0.5 (giờ) T=1 (giờ) T=1.5 (giờ) T=2 (giờ) T=2,5 (giờ) T= 3 (giờ) T= 12 (giờ) T= 23,5 (giờ) T= 24 (giờ) Mẫu 1 17,186 17,223 17,218 17,213 17,207 17,196 17,185 16,989 16,764 16,752 Mẫu 2 17,162 17,185 17,180 17,164 17,152 17,139 17,125 16,892 16,589 16,570 Mẫu 3 16,932 16,938 16,915 16,900 16,882 16,866 16,846 16,433 15,924 15,909 Mẫu 4 16,939 16,946 16,912 16,881 16,852 16,822 16,793 16,438 16,108 16,078 Mẫu 5 17,066 17,048 17,030 17,015 16,985 16,961 16,931 16,559 16,139 16,114 Mẫu 6 16,955 16,941 16,907 16,882 16,851 16,801 16,800 16,320 15,901 15,861 Mẫu 7 16,990 17,010 17,011 16,984 16,954 16,918 16,882 16,850 16,520 16,488 Mẫu 8 16,879 16,870 16,849 16,826 16,806 16,782 16,760 16,433 15,887 15,867
Từ kết quả thực nghiệm, xác định được hệ số thoát hơi nước Hh theo công thức
sau:
Hh =
[mg/cm2.giờ]
Trong đó: G là lượng nước thoát ra khỏi mẫu vải (mg)
74
t là thời gian hơi nước thoát ra khỏi mẫu vải (giờ)
Lượng nước thoát ra khỏi mẫu vải: G = G0 – G24
G0: Khối lượng mẫu và nước ban đầu (mg)
G24 : Khối lượng mẫu và nước còn lại sau 24 giờ (mg)
Diện tích mẫu cho hơi nước thoát ra S
r là bán kính phần mẫu cho hơi nước đi qua (cm)
S = 3,14.
= 9,616 (cm2)
Bảng 3.2. Hệ sốthoát hơi nước ở 250 C
Mẫu vải Lượng nước thoát ra G sau 24giờ ở 250
C (mg)
Hệ số thoát hơi nước ở 250C Hh [mg/cm2.giờ] Mẫu 1 434 1,88 Mẫu 2 592 2,56 Mẫu 3 1023 4,43 Mẫu 4 861 3,73 Mẫu 5 952 4,13 Mẫu 6 1094 4,74 Mẫu 7 502 2,18 Mẫu 8 1012 4,39
Từ các kết quả thực nghiệm trên, luận văn cũng tiến hành xây dựng hàm thực nghiệm và đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa sự thay đổi khối lượng vải và nước