Tóm l ợc
Ch ơng này trình bày kết quả nghiên cứu của luận án bao gồm: nghiên cứu tính chất đặc tr ng cảm giác sờ tay của vải lụa tơ tằm do Việt Nam sản xuất và ảnh h ởng của nguyên liệu sợi, các thông số công nghệ dệt tới độ dạt của vải lụa tơ tằm Việt Nam. Việc xác định và thiết lập các thông số mắc máy dệt tối u trên quan điểm để độ dạt vải thấp nhất; áp dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất cũng đ ợc đề cập. Cuối ch ơng là kết luận của luận án và h ớng nghiên cứu tiếp theo.
3.1 Nghiên cứu tính chất đặc tr ng cảm giác sờ tay của lụa tơ tằm Việt Nam
3.1.1 Độ bền và độ tr ợt - dạt của vải lụa tơ tằm
Độ bền và độ tr ợt (dẫn tới hiện t ợng dạt sợi trong vải) là những tính chất cơ lý quan trọng của vải lụa dệt thoi tơ tằm. Những tính chất này có liên quan chặt chẽ đến cảm giác sờ tay của vải. Ph ơng pháp kéo dãn vải đồng thời theo hai h ớng là ph ơng pháp thử phổ biến với thiết bị thí nghiệm đơn giản; bên cạnh đó số đo tổng hợp của sự kéo và tr ợt ghi lại đ ợc là thông tin rất có giá trị khi nghiên cứu tính chất của vải lụa tơ tằm. Với thiết bị thử KES FB1 (hình 2.7a), mẫu vải đ ợc - giữ giữa hai kẹp và kéo dãn. Sự biến dạng thu đ ợc là kiểu biến dạng kéo theo hai h ớng. Khi thử độ tr ợt, mẫu chịu kéo với tải trọng không thay đổi đồng thời chịu biến dạng tr ợt d ới góc tr ợt (góc tr ợt tiêu chuẩn là 5 độ). Dữ liệu thu từ thí nghiệm đ ợc sử dụng để đánh giá cảm giác sờ tay của vải.
Bảng 3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật lụa tơ tằm đ ợc sử dụng để thí nghiệm Tên mẫu Kiểu
dệt
Độ nhỏ sợi (D) Độ săn sợi (vx/m) Mật độ (sợi/m) Khối l ợng (g/m2) Độ dày (mm)
Dọc Ngang Dọc Ngang Dọc Ngang
Lụa trơn 1/1 (20-22)x3 (20-22)x4 350 350 5300 3860 71 0,17
Lụa Crep 1/1 (20-22)x3 (20-22)x4 300 2200 5940 4060 75 0,21
Taffeta 1/1 (20-22)x2x2 (28-30)x 530 6 430 4930 3230 90 0,27
Trên cơ sở đồ thị ghi lại đ ợc trên biểu đồ chuẩn KES (phụ lục 1), thông qua các công thức tính toán (2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8) ta tính đ ợc các đại l ợng: độ bền đứt (LT), công kéo đứt (WT), biến dạng đàn hồi (RT) cho tính chất bền và độ cứng tr ợt (G), độ trễ của lực tr ợt ở góc 0,50 (2HG), độ trễ của lực tr ợt ở góc 50 (2HG5) cho tính chất tr ợt của vải; kết quả đ ợc ghi trong bảng 3.2:
Bảng 3.2 kết quả đo độ bền và tr ợt của vải Tên mẫu LT WT (gl.cm/cm2) RT (%) G (gl/cm.độ) 2HG (gl/cm) 2HG5 (gl/cm) Lụa trơn 0,87 0,19 72,44 0,3185 0,4336 0,9298 Lụa Crep 0,812 0,21 75,78 0,2957 0,3812 0,8972 Taffeta 1,387 0,17 61,15 0,8925 0,5518 1,1891
Ghi chú: lụa trơn và lụa Crep thuộc nhóm vải sản xuất theo công nghệ chuội nhuộm sau dệt còn Taffeta thuộc nhóm chuội nhuộm tr ớc dệt.
Nh vậy, độ bền đứt của lụa Taffeta khá cao so với lụa trơn và lụa Crep. Lụa Crep có độ dãn đứt cao hơn so với lụa trơn và lụa Taffeta. Lụa trơn và lụa
Crep có độ cứng tr ợt t ơng đ ơng và có giá trị nhỏ thua nhiều so với lụa Taffeta. Độ trễ của lực tr ợt d ới góc 0,008 radian của cả ba loại lụa khác nhau không nhiều, nh ng d ới góc 0,0087 radian thì mức độ khác nhau rất đáng kể.
3.1.2 Độ uốn của lụa tơ tằm
Độ uốn cũng là tính chất quan trọng khi đánh giá cảm giác sờ tay của vải lụa tơ tằm. Tính chất này có ý nghĩa lớn khi xác định độ cứng của vải. Để đo độ cứng của vải có thể sử dụng ph ơng pháp dầm công xôn; ở đây độ cứng vải đ ợc đo bằng thiết bị KES FB2 (hình 2.7b) với nguyên lý: toàn bộ mẫu vải bị uốn the- o một cung tròn cố định và thay đổi liên tục. Mối quan hệ giữa thời điểm uốn và dạng đ ờng cong uốn đ ợc ghi lại thành biểu đồ (phụ lục 1). Trên cơ sở biểu đồ này ta tính đ ợc độ cứng uốn B và độ trễ của mô men uốn 2HB theo công thức (2.9, 2.10):
Bảng 3.3 kết quả đo độ uốn của vải
Tên mẫu B (gl.cm2/cm) 2HB (gl.cm/cm)
Lụa trơn 0,0349 0,0224
Lụa Crep 0,03125 0,0212
Độ cứng uốn của lụa trơn và lụa Crep gần bằng nhau và thấp hơn nhiều so với lụa Taffeta. Độ trễ mô men uốn của lụa Taffeta gần gấp đôi so với lụa Crep và lụa trơn.
3.1.3 Khả năng chịu nén của lụa tơ tằm
Khả năng chịu nén có liên quan chặt chẽ tới cảm giác sờ tay của vải. Sử dụng
thiết bị KES FB3 (hình 2.7c). Biểu đồ liên hệ giữa lực nén và độ dầy vải đ ợc - ghi lại (phụ lục 1), thông qua biểu đồ này, sử dụng công thức (2.11, 2.12) ta tính đ ợc các đại l ợng: độ nén (LC), công nén (WC) và biến dạng đàn hồi nén (RC); kết quả đ ợc ghi trong bảng 3.4:
Bảng 3.4 kết quả đo độ nén vải
Tên mẫu LC WC (gl.cm/cm2) RC (%)
Lụa trơn 0,74 0,012 62,9
Lụa Crep 0,68 0,010 64,7
Taffeta 0,61 0,015 65,4
Công nén của lụa Taffeta thấp hơn công nén của lụa trơn và lụa Crep. Lụa trơn có công nén cao nhất trong ba loại lụa này. Độ biến dạng đàn hồi của ba loại lụa có giá trị t ơng đ ơng.
3.1.4 Khối l ợng và độ dày của lụa tơ tằm
Sử dụng ph ơng pháp thử theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 3801 77 (cho khối l ợng) - và ISO 5084-96 (cho độ dày) ta đo đ ợc khối l ợng và độ dày vải nh bảng 3.5: Bảng 3.5 kết quả đo độ dày và khối l ợng vải:
Tên mẫu Khối l ợng (g/m2) Độ dày (mm)
Lụa trơn 71 0,17
Lụa Crep 75 0,21
3.1.5 Độ lớn khe hở giữa sợi dọc và sợi ngang tại điểm đan
3.1.5.1 Xác định độ lớn khe hở theo lý thuyết biến dạng tr ợt và kéo dãn vải đồng thời hai h ớng:
Sử dụng vải lụa trơn dệt từ sợi tơ dạng filament, xử lý chuội nhuộm sau dệt có thông số cấu tạo vải nh bảng 3.6 để xác định khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan:
Bảng 3.6 chỉ tiêu kỹ thuật lụa tơ tằm: Tên mẫu Kiểu
dệt Độ nhỏ sợi (Den) Độ co (%) Mật độ (sợi/m) Khối l ợng (g/m2)
Độ dày (mm)
Dọc Ngang Dọc Ngang Dọc Ngang
Lụa trơn 1/1 (20-22)x3 (20-22)x4 5,5 5,7 5348 3868 74 0,21
Lực làm tr ợt sợi (Tr) đ ợc tính toán từ công thức (2.13) thông qua các tham số Tr0, C1, C2, C3 và C4 của sợi dọc và ngang tách ra từ vải đo đ ợc theo ph ơng pháp Kawabata bằng hệ thống đo lực xoắn KES Y-1 nh sau:
Bảng 3.7 tham số lực xoắn của vải
Thông số Tr0 (x10-7Nm) C1 (x10-5m) C2 (x10-5m/rad) C3 (x10-6Nm/rad) C4 (x10-5m/rad)
Lụa trơn 1,8 4,3 0,0 2,9 6,9
Từ đồ thị biểu thị đ ờng cong kéo dãn đồng thời hai h ớng của vải lụa tơ tằm (phụ lục 1) ta nhận thấy: vùng kéo dãn trễ εR tồn tại một cách rõ ràng và khác không, độ trễ kéo dãn của lụa tơ tằm khoảng εR =1,9%. Từ đó ta tính đ ợc khe hở δgtheo công thức (2.22), trong đó:
( ) 5 0 0 9.863 10 106961.055 2.055) 0 1 ( 5348 1 2 ) 1 = ⋅ + = = ⋅ − + = y S l (9.863 10 ) 53481 41 4 2 2 5 2 0 2 0 0 = −y = ⋅ − − ⋅ l H ( ) y H ( ) ( ) m l H R g ε à δ 1 0.019 9.3 5348 1 4 1 10 863 . 9 4 1 2 2 2 5 0 2 0 2 2 0 0− − + = − ⋅ − ⋅ ⋅ + = = −
Nh vậy, bằng ph ơng pháp sử dụng mô hình lý thuyết biến dạng tr ợt và kéo dãn vải đồng thời theo hai h ớng ta tính toán đ ợc độ lớn khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan của lụa trơn bằng 9,3 àm.
3.1.5.2 Xác định độ lớn khe hở theo ph ơng pháp dùng kính hiển vi:
Khi quan sát mặt cắt ngang của vải nhờ kính hiển vi điện tử kết hợp với máy quay phim và th ớc đo gắn ngay trên kính ta xác định đ ợc độ lớn khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan. Các khe hở này có cấu trúc rất hoàn hảo, một số đầu xơ fibroin nh là các cầu nối giữa hai mặt tiếp xúc.
Quan sát 12 mẫu lụa tơ tằm dệt từ sợi tơ filament chuội sau dệt (lụa trơn), sáu mẫu lụa dệt từ tơ tằm chuội tr ớc dệt (Taffeta), ba mẫu lụa dệt từ tơ tằm dạng xơ cắt ngắn (spun silk) ta thu đ ợc giá trị trung bình độ lớn khe hở giữa sợi - dọc và ngang tại điểm đan nh bảng 3.8:
Bảng 3.8 độ lớn khe hở giữa sợi dọc và sợi ngang tại điểm đan
Tên mẫu Khe hở trung bình (àm) Số mẫu quan sát
Lụa trơn 8.72 12
Taffeta 4.12 6
Lụa spun-silk 2.15 3
Lụa trơn Lụa trơn
Lụa Taffeta Lụa Taffeta
Lụa spun-silk Lụa spun-silk
Lụa spun-silk
Lụa spun-silk
Một mẫu vải dệt từ nguyên liệu polyester tơ filament (độ nhỏ sợi 75D/36 filament), một mẫu vải dệt từ nguyên liệu visco rayon (độ nhỏ sợi 120D) sợi xơ
cắt ngắn có kiểu dệt vân điểm cũng đ ợc sử dụng để quan sát mặt cắt ngang của vải. Hình 3.2 là ảnh chụp mặt cắt ngang của hai loại vải này. Rõ ràng, vải dệt từ nguyên liệu polyester dạng tơ filament và vải dệt từ visco sợi dạng xơ cắt ngắn không tồn tại khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan.
vải polyester tơ filament vải polyester tơ filament
vải polyester tơ filament vải visco rayon sợi xơ cắt ngắn
Hình 3.2 mặt cắt ngang tại điểm đan dọc/ngang của vải polyester và vải visco Nhận xét:
Rõ ràng vải lụa tơ tằm có tồn tại khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan khi vải ở trạng thái không chịu tải trọng tác động;
Lụa tơ tằm dệt từ sợi tơ dạng filament theo công nghệ xử lý chuội nhuộm sau dệt tồn tại khe hở lớn nhất; điều này có thể giải thích là do trong quá
trình chuội keo cerixin bị tan đi, làm xuất hiện khe hở giữa các tơ fibroin, hơn nữa mặt cắt ngang sợi tơ có dạng hình tam giác nên bề mặt tiếp xúc giữa các tơ không hoàn toàn tiếp xúc với nhau;
Chính nhờ các khe hở này mà vải lụa tơ tằm có tính chất đặc biệt, khi sờ tay vào vải ta có cảm giác vải mềm xốp nh ng đầy đặn.
3.1.6 Đánh giá cảm giác sờ tay của lụa tơ tằm
Trên cơ sở các kết quả về xác định độ bền, độ tr ợt, độ uốn, độ nén, khối l ợng, độ dày vải và độ lớn khe hở giữa sợi dọc và sợi ngang tại điểm đan trên đây, ta xây dựng đ ợc biểu đồ biểu thị các tính chất của lụa tơ tằm nh hình 3.3:
Nhận xét:
Lụa Crep có công kéo đứt (WT) và biến dạng đàn hồi (RT) cao hơn so với lụa trơn. Đặc biệt có độ cứng tr ợt (G) và độ trễ (2HG, 2HG5) rất thấp do vậy mà lụa Crep có độ rủ cao, mềm và rất xốp so với lụa trơn.
Lụa Taffeta có độ cứng uốn (B) và độ trễ của mô men uốn (2HB) cao nhất, điều này cho thấy lụa Taffeta cứng khi chịu uốn và chịu nén; độ cứng và cứng chống lại sự mềm rủ cao.
Khi so sánh lụa tơ tằm Việt Nam với lụa trơn tơ tằm Nhật Bản và vải Polyester giả tơ (biểu đồ tính chất lụa tơ tằm và vải polyester giả tơ do GS Kawabata thiết lập xem phụ lục 1) một điểm rất dễ nhận ra là sự khác – biệt giữa lụa tơ tằm và vải polyester trong quá trình biến dạng tr ợt. Giá trị của độ cứng tr ợt (G) và độ trễ (2HG, 2HG5) của lụa tơ tằm rất nhỏ, chính vì vậy mà lụa tơ tằm xốp và đàn hồi trong biến dạng tr ợt. Đặc tính tiếp theo là tính chất nén của lụa tơ tằm. Công nén (WC) của lụa tơ tằm lớn hơn và độ nén (LC), độ đàn hồi nén (RC) thì nhỏ hơn so với vải polyester. Điều này có thể liên quan đến tính chất mềm mại của lụa tơ tằm khi so sánh với vải polyester. Độ bền (LT) nhỏ nh ng công kéo đứt (WT) thì lớn đối với lụa tơ tằm. Điều này làm cho lụa tơ tằm có độ bền cao. Tính chất uốn của lụa tơ tằm cho thấy vải lụa dai và bền dẻo hơn so với vải polyester.
Từ biểu đồ trên, ta xây dựng đ ợc biểu đồ đánh giá cảm giác sờ tay của vải lụa tơ tằm Việt Nam nh sau:
Bảng 3.9 kết quả đánh giá cảm giác sờ tay lụa tơ tằm Việt Nam
Hạng mục Lụa trơn Lụa Crep Taffeta
KOSHI (stiffness) 5,61 4,78 7,14
HARI (anti-drape stiffness) 4,35 2,35 8,59
SHARI (crispness) 4,96 7,87 6,57
FUKURAMI (fullness and softness) 4,74 5,75 3,57
Hình 3.4 biểu đồ đánh giá cảm giác sờ tay lụa tơ tằm Việt Nam Kết luận:
Lụa tơ tằm trơn do Việt Nam sản xuất có độ cứng, độ mềm dẻo lớn hơn so với lụa tơ tằm trơn Nhật Bản. Độ cứng chống lại sự mềm rủ của lụa trơn Việt Nam thấp hơn lụa Nhật Bản. Cảm giác đầy tay và độ mềm của lụa tơ tằm Việt Nam t ơng đ ơng lụa Nhật Bản.
Lụa Crep do Việt Nam sản xuất có độ cứng và độ cứng chống lại độ mềm rủ thấp hơn so với lụa Crep Nhật Bản. Độ cứng giòn, cảm giác đầy tay và độ mềm dẻo đều cao hơn so với lụa Crep do Nhật Bản sản xuất.
Lụa Taffeta của Việt Nam có độ cứng, độ cứng chống sự mềm rủ cao hơn lụa Taffeta Nhật Bản. Độ mềm, cảm giác đầy tay, độ cứng giòn của lụa Taffeta Việt Nam và Nhật Bản có giá trị t ơng đ ơng.
3.2 Nghiên cứu ảnh h ởng của các thông số trong quá trình dệt tới độ dạt của vải lụa tơ tằm
3.2.1 Đo sức căng sợi dọc và ngang trong quá trình dệt vải
Xác định sức căng sợi dọc và sợi ngang trong một chu kỳ dệt vải nhằm mục đích hiểu sự biến động sức căng sợi trong qúa trình dệt: thời điểm sức căng sợi đạt giá
trị lớn nhất, nhỏ nhất, giá trị sức căng sợi trung bình trong một chu kỳ dệt, qui luật phân bố giá trị sức căng sợi dọc từ biên trái sang biên phải vải; sức căng sợi ngang tại thời điểm kiếm bắt đầu nhận sợi, trao sợi từ kiếm trái sang kiếm phải và thời điểm kết thúc một chu kỳ đặt sợi ngang, …Từ đó có thể thiết lập các thông số công nghệ thiết bị hợp lý để giảm độ đứt sợi trong quá trình dệt vải.
3.2.1.1 Điều kiện thực nghiệm:
Điều kiện thực nghiệm đ ợc giới thiệu trong Bảng 3.10 Bảng 3.10 điều kiện thực nghiệm
TT Thông số kỹ thuật Đơn vị Giá trị Ghi chú
Lụa trơn
1 Kiểu dệt vân điểm
2 Nguyên liệu sợi dọc/ngang tơ tằm tơ filament
3 Độ nhỏ sợi dọc Den (20 20)x3-
4 Độ nhỏ sợi ngang Den (20 22)x4-
5 Mật độ dọc sợi/cm 52
6 Mật độ ngang sợi/cm 40
7 Khổ rộng mắc sợi cm 175
8 Tổng số sợi dọc (cả biên) sợi 9100
9 Số sợi luồn trong một kẽ l ợc sợi/kẽ 2
10 Số khung go khung go 8
11 Số kênh đặt sợi ngang kênh 4
12 Tốc độ máy dệt v/ph 350