Có thể thiết lập vị trí xà hậu trên máy dệt theo vị trí xa gần, cao – - thấp khác nhau. Khi dệt vải lụa tơ tằm, để giảm độ giãn của sợi tơ khi mở miệng vải,
xà hậu đ ợc đặt ở vị trí xa nhất so với xà tiền (vị trí số 6). Vị trí độ cao xà hậ
đ ợc thiết lập tại năm vị trí (số -4, -2, 0, +2, +4; phần thiết kế mô hình thí nghiệm sẽ trình bày ở phần tiếp theo) với mục đích nghiên cứu sự ảnh h ởng của độ cao xà hậu tới độ dạt của vải lụa tơ tằm.
2.2.3.2 Thời điểm go bằng, kích th ớc miệng vải:
Thời điểm go bằng là thời điểm mà lớp sợi trên và lớp sợi d ới gặp nhau và nằm trên cùng một mặt phẳng nhằm mục đích ngăn cản sự tr ợt của sợi ngang khi đã đ ợc đập vào đ ờng dệt.
Nếu thiết lập vị trí go bằng tại 00 của trục chính máy dệt, khi đó sẽ thiếu sự tác động t ơng hỗ giữa sợi dọc và sợi ngang nên khi l ợc dệt lùi trở ra, sợi ngang sẽ theo l ợc dệt đi ng ợc lại, sức căng sợi dọc tăng lên đột ngột và dễ làm đứt sợi. Vì vậy, thông th ờng khi dệt vải ta không thiết lập vị trí go bằng tại điểm 00 trục chính máy dệt.
xà hậu sợi dọc
1 2
Thời điểm go bằng là một thông số công nghệ dệt quan trọng, nó ảnh h ởng đến cấu trúc vải, độ mài mòn, độ co và khối l ợng vải [4 [46] [52] [53]5 ] . Vì vậy, cần xác định thời điểm go bằng trong các điều kiện công nghệ cụ thể để định h ớng cho sản xuất tạo nên mặt hàng vải có chất l ợng tốt, đó cũng là một mục đích của luận án: nghiên cứu ảnh h ởng thời điểm go bằng đến độ dạt của vải lụa tơ tằm.
Để nghiên cứu ảnh h ởng của thời điểm go bằng đến độ dạt của vải lụa tơ tằm, năm thời điểm go bằng đ ợc thiết lập: 2990-3090-3220-3310-3410 (mô hình
thí nghiệm sẽ đ ợc trình bày ở phần tiếp theo). Việc thiết lập các thời điểm go bằng trên máy dệt kiếm mềm GAMMA-8-R–190 đ ợc thực hiện một cách dễ dàng thông qua việc khai báo số liệu vào màn hình giao diện giữa máy dệt và ng ời vận hành.
Máy dệt GAMMA-8-R–190 đ ợc trang bị đầu Dobby điện tử kiểu 2670 do hãng Staubli, Công hoà Pháp sản xuất, gồm 20 khung go. Với mục đích giảm độ giãn của sợi dọc khi mở miệng vải ở mức độ nhỏ nhất, kích th ớc miệng vải góc mở 220 đ ợc thiết lập (có năm loại góc mở miệng vải: 200, 220, 240, 260 và 280 trên thiết bị này), góc mở này cũng phù hợp với khuyến cáo của Nhà sản xuất máy dệt [ ]. Chiều cao miệng vải của các38 khung go (theo thứ tự từ khung go 1 đến khung go 20): 72-73 74 75 76 77 78 79 80- - - -81 82- - - -83 84 85 86 87 83 84- -85 86-87-88-89-90 mm (khung go 1 gần xà tiền nhất).
2.2.4 Ph ơng pháp đánh giá cảm giác sờ tay của vải
Vải lụa tơ tằm có nhiều tính chất đặc tr ng khác với nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên: bông, lanh, len và nhất là các loại xơ sợi hoá học nh polyester, polyamide, acrylic, polypropylene, … Một đặc tr ng cơ bản của vải lụa tơ tằm đó là cảm giác khi sờ tay của vải [30], [33].
Cho đến nay, sự khác nhau về cảm giác sờ tay của vải lụa tơ tằm so với các loại vải từ nguyên liệu khác vẫn ch a đ ợc giải thích một cách rõ ràng và thuyết phục do rất khó đánh giá cảm giác sờ tay của vải một cách khách quan. Rất ít công trình khoa học quan tâm đến đánh giá cảm giác sờ tay của vải lụa tơ tằm nói riêng và vải nói chung.
Cảm giác sờ tay của vải từ tr ớc đến nay vẫn đ ợc đánh giá, xác định bằng ph ơng pháp chuyên gia thông qua sự tiếp xúc của tay vào vải. Kết quả đánh giá hoàn toàn phụ thuộc kinh nghiệm của từng ng ời, phụ thuộc vào tâm lý
khi đánh giá. Giáo s Kawabata (Nhật Bản) là ng ời tiên phong và đã dành nhiều thời gian nghiên cứu về cảm giác sờ tay của vải. Tác giả đề xuất một ph ơng pháp thay thế ph ơng pháp chuyên gia để đánh giá cảm giác sờ tay của vải, bằng việc sử dụng một hệ thống thiết bị thí nghiệm do chính ông đề xuất và chế tạo. Đó là hệ thống thiết bị thí nghiệm KESF (Kawabata Evaluation Systerm for Fabrics) đ ợc sử dụng để đo các tính chất cơ bản của vải nh : độ bền kéo, độ bền tr ợt, độ nén và tính chất bề mặt vải [9] [14] [33].
Đầu tiên tác giả đ a ra khái niệm thống nhất giữa các chuyên gia đánh giá về các chỉ tiêu sờ tay của vải và mức độ ảnh h ởng của các chỉ tiêu này tới chất l ợng toàn diện của vải. Với mỗi loại vải, có bốn hoặc năm tính chất (độ cứng, độ nhẵn, độ xốp, độ đầy tay, ) đ ợc nhận dạng và đ ợc gọi là cảm giác sờ tay … ban đầu của vải. Thuật ngữ này là tiếng Nhật Bản, đ ợc chuyển sang các từ đồng nghĩa của tiếng Anh (phụ lục 1), nh ng thực ra rất khó phân biệt các khái niệm này một cách riêng rẽ.
Giá trị cảm giác sờ tay ban đầu của vải đ ợc phân thành 10 cấp, cấp 10 là cấp cao nhất (vải có chất l ợng tốt nhất), cấp 1 là cấp thấp nhất (chất l ợng vải tồi nhất). Giữa các loại vải khác nhau lại có tiêu chí khác nhau để đánh giá cảm giác sờ tay ban đầu của vải, chẳng hạn vải may quần áo mùa hè cho nam giới, vải may quần áo mùa thu cho nam giới, vải may áo váy cho phụ nữ, ... Bảng 2.1
cho thấy cảm giác sờ tay ban đầu của các loại vải có mục đích sử dụng khác nhau:
Bảng 2.1 tiêu chí cảm giác sờ tay ban đầu đối với một số loại vải
áo khoác nam mùa thu: cứng, trơn bóng, cảm giác xốp và đầy tay;
áo khoác nam mùa hè: cứng, cảm giác xốp và đầy tay, cảm giác thô ráp, không nhầu;
áo phụ nữ mỏng: cứng, không nhầu, cảm giác thô ráp, cảm giác xốp và đầy tay, có tiếng kêu kèn kẹt, bóng láng.
Tổng số giá trị cảm giác sờ tay của vải đ ợc chia thành năm cấp, trong đó cấp 5 là cấp tốt nhất, cấp 1 kém nhất. Giá trị cảm giác sờ tay ban đầu đ ợc qui đổi sang tổng giá trị cảm giác sờ tay của vải bằng công thức chuyển đổi (qua thực nghiệm) cho từng tiêu chí đánh giá. Hội đồng tiêu chuẩn hoá và đánh giá cảm giác sờ tay của vải (HESC) đã phân loại vải thành năm nhóm nh sau [9] [14]:
áo khoác nam thu đông;
áo khoác nam mùa hè ở vùng nhiệt đới; Vải áo váy mỏng cho phụ nữ;
Vải áo sơ mi nam; Vải dệt kim mặc lót.
Hình 2.7 hệ thống thiết bị KESF
(a) thiết bị đo độ bền và độ tr ợt; (b) thiết bị đo độ uốn
(c) thiết bị đo độ nén; (d) thiết bị đo ma sát bề mặt và độ gồ ghề của mặt vải.
Để đánh giá đ ợc cảm giác sờ tay của vải, tác giả Kawabata đề xuất hệ thống thí nghiệm KESF gồm 4 thiết bị nh hình 2.7.
Tổng số 16 thông số đo biểu thị độ bền, độ chịu nén, độ tr ợt, độ uốn, ma sát và tính chất gồ ghề bề mặt của vải nh sau:
Bảng 2.2: 16 thông số đo của hệ thống KESF Kawabata Hạng mục Chỉ tiêu Đơn vị Độ bền LT độ bền đứt * WT công kéo đứt Nm/m2 RT biến dạng đàn hồi % Độ uốn B độ cứng uốn Nm2/m
2HB độ trễ của mô men uốn Nm/m
Độ tr ợt G độ cứng tr ợt N/m rad 2HG độ trễ của lực tr ợt ở góc 0,0087 radian N/m 2HG5 độ trễ của lực tr ợt ở góc 0,0872 radian N/m Độ nén LC độ nén * WC công nén Nm/m2 RC biến dạng đàn hồi nén % T/c bề mặt MIU hệ số ma sát * MMD độ lệch trung bình của hệ số ma sát * SMD độ nhám (gồ ghề) hình học àm
Cất trúc vải W khối l ợng vải g/m2
T0 độ dày vải. mm
Ghi chú: * đại l ợng không thứ nguyên.
Các công thức tính toán: Độ bền: Công kéo đứt b S WT= + (2.4) Độ bền đứt ABC ABC b a SWT SS LT ∆ ∆ + = = (2.5) Độ tr ợt: Độ cứng tr ợt x gl cm x b a G 2 / 2 2 0 + = (2.6)
Độ trễ của lực tr ợt ở góc 0,50 HG c d x2 gl/cm 2 2 = + (2.7) Độ trễ của lực tr ợt ở góc 50 HG e f x2gl/cm 2 5 2 = + (2.8) Độ uốn: Độ cứng uốn B a bx0,05glcm/cm 2 + = (2.9)
Độ trễ của mô men uốn HB c d x0,05glcm/cm 2 2 = + (2.10) Độ nén: Công nén WC= Sa+b (2.11) Biến dạng đàn hồi nén ABC ABC b a S WC S S LC ∆ ∆ + = = (2.12)
Vải lụa tơ tằm đ ợc thử nghiệm trên hệ thống KESF trong điều kiện thí nghiệm ở mức độ “nhậy cảm”: khi đo độ bền kéo của vải thì thang đo của tải trọng kéo đứt đ ợc chuyển từ chế độ 490 N/m (cho vải bình th ờng) xuống 49 N/m (cho vải lụa tơ tằm) và khi đo độ nén của vải thì lực nén đ ợc chuyển từ 4,9 kPa (cho vải bình th ờng) xuống 980 Pa cho vải lụa tơ tằm (phụ lục 1).
Các thí nghiệm đ ợc thực hiện trong điều kiện môi tr ờng, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế ISO 139 1973, nhiệt độ 20- ±20C, độ ẩm 65±2%.
Trong bản luận án này, sáu mẫu vải lụa tơ tằm do Việt Nam sản xuất (phụ lục 2) đ ợc sử dụng để xác định các tính chất đặc tr ng về cảm giác sờ tay của vải. Kết quả thí nghiệm cho sáu mẫu vải này đ ợc so sánh với kết quả nghiên cứu của vải lụa tơ tằm Nhật Bản, vải polyester giả tơ tằm mà tác giả Kawabata đã công bố [30].
2.2.5 Ph ơng pháp xác định khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan
Khi nghiên cứu tính chất của vải lụa tơ tằm, các tác giả Kawabata nhận thấy: lực tiếp xúc giữa sợi dọc và ngang tại vị trí đan kết trong vải lụa tơ tằm rất nhỏ; có
tồn tại một khe hở giữa sợi dọc và ngang tại vị trí đan kết khi vải ở trạng thái tĩnh hoặc khi vải chịu tải trọng thấp [30].
Sử dụng lý thuyết biến dạng tr ợt, thực nghiệm kéo dãn vải đồng thời hai h ớng và quan sát mặt cắt ngang của vải bằng kính hiển vi điện tử quét độ lớn khe hở này đ ợc xác định.
2.2.5.1 Ph ơng pháp sử dụng lý thuyết biến dạng tr ợt:
Hình 2.8 là mô hình biến dạng tr ợt của sợi trong vải mà GS. Kawabata đã nghiên cứu lực tr ợt Fs của biến dạng tr ợt d ới tải trọng không đổi W[30].
Lý thuyết này dựa trên cơ sở lực xoắn cần có để làm cho tại điểm liên kết giữa sợi dọc và ngang vải đ ợc quay đi một góc φ.
Lực xoắn đ ợc phân tích thành lực ma sát và một số thành phần khác theo công thức sau:
( φ) c ( c)φ
r
r T C C F C C F
T =± 0 ± 1 + 2 + 3 + 4 (2.13)
ở đây: Tr - lực cần thiết làm sợi quay đi một góc so với vị trí ban đầu ( )=π2 ;
43 3 2 1
0,C ,C ,C ,C
Tr - hằng số (tham số của lực xoắn Tr);
φ - góc xoắn lệch đi so với vị trí ban đầu( )=π2 , tức là góc tr ợt của sợi tại điểm đan sợi dọc và ngang;
c
F - lực nén giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan.
dấu (±) biểu thị cho quá trình tăng hoặc giảm. Hằng số C1 và C2là hệ số liên quan đến lực ma sát giữa sợi dọc và ngang; C3vàC4là hệ số liên quan đến thành phần đàn hồi khi xoắn.
Hình 2.8 mô hình biến dạng tr ợt của sợi trong vải tại điểm đan
Khi biến dạng tr ợt xẩy ra d ới tác dụng của lực tải trọng không đổi W, lực tr ợt Fsđ ợc tính theo công thức sau:
( ) { } ( ) {λ φ φ φ φ} φ φ φ φ φ tan sin cos cos 4 2 1 0 4 2 1 3 0 C C C C kW y C C C k W T F r s = ± + ± + ± ± + ± + (2.14) ở đây: λ - tỷ lệ kéo giãn theo h ớng kéo giãn vải;
0
y - khoảng cách giữa các sợi ở trạng thái vải ch a bị kéo giãn,
k - hằng số đặc tr ng cho kết cấu vải đ ợc xác định theo công thức gần đúng sau: ( ) 0 0 1,6tan 2 tan 2 8 , 0 π −θ = θ = k (2.15)
trong đó: θ - góc giữa đ ờng tâm sợi và mặt phẳng của vải, θ0 - giá trị của góc θ khi vải ở trạng thái ch a bị kéo giãn Nếu góc tr ợt biến thiên từ: 0 0,014 - radian (00 – 0,8 0) ta có thể coi:
(C1+C2φ±C4φ)ksinφ≈0 (2.16) Từ đó công thức (2.14) trở thành:
dọc
( )
{ } ( )
[ T0 C3φ C1 C2φ C4φ kWcosφ λy0cosφ ] Wtanφ
Fs = ± r + ± + ± + (2.17)
Điểm đặc biệt quan trọng ở lý thuyết này là lựcFs phụ thuộc một cách rất nhạy cảm vào lực nénFc; nếu giả thiết sợi là vật liệu mềm dẻo một cách hoàn hảo thì lực Fc có mối liên hệ với tải trọng kéo giãn vải Wnh sau:
θ
tan 2W
Fc = (2.18)
Nếu có tính đến độ cứng uốn của sợi thì:
cb c
c F F
F = ~ − (2.19)
ở đây: F~ - giá trị của Fc tính từ công thức (2.18);
cb
F - l ợng giảm của Fc do độ cứng uốn và đ ợc tính theo công thức gần đúng sau: ( 0) 2 0 cos 6B θ l θ Fcb = ⋅∆ (2.20)
trong đó: B - độ cứng uốn của sợi; ∆θ - độ biến thiên của góc θ; l0 - chiều dài của sợi.
Để ý đến tr ờng hợp tải trọng kéo dãn W nhỏ và tồn tại khe hở giữa sợi dọc và sợi ngang tại điểm đan kết. Phần lực lớn nhất của tải trọng kéo giãn vải
Wsẽ làm cho sợi bị uốn tr ớc khi có sự tiếp xúc giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan. Lực tr ợt Fs tính từ công thức (2.17) bằng việc sử dụng các tham số của Tr
của nguyên liệu tơ tằm bắt buộc sẽ cao hơn giá trị thực nghiệm của lực tr ợt khi có sự tồn tại khe hở giữa sợi dọc và ngang tại điểm đan; bởi vì công thức (2.17) đ ợc đ a ra khi giả sử có sự tiếp xúc hoàn toàn giữa sợi dọc và ngang. Thậm chí nếu lực Fc giảm xuống do độ cứng uốn của sợi, thì sự ảnh h ởng của độ giảm này tới lực Fs cũng rất nhỏ. Việc tồn tại khe hở giữa điểm đan sợi dọc và ngang đ ợc khẳng định nhờ việc chỉ ra sự khác nhau giữa lực Fs tính toán từ công thức (2.17) và giá trị thực nghiệm Fs đo đ ợc trên vải ở vùng tải trọng W nhỏ.
2.2.5.2 Ph ơng pháp kéo giãn vải đồng thời theo hai h ớng:
Ph ơng pháp thứ hai đ ợc sử dụng để khẳng định sự tồn tại một khe hở giữa điểm đan sợi dọc và sợi ngang là sử dụng thực nghiệm kéo giãn vải theo hai
h ớng. Hình 2.9 chỉ ra mô hình biến dạng khi kéo giãn vải theo hai h ớng. Trong mô hình này, vải đ ợc kéo giãn theo h ớng dọc hoặc ngang. Lực kéo dọc theo h ớng sợi dọc và ngang tăng lên trong cùng một thời gian. Lực kéo đ ợc tăng lên cùng với sự tăng của độ giãn khi điểm đan giữa sợi dọc và sợi ngang tiếp xúc hoàn toàn với nhau.
Xét tr ờng hợp khi vải đ ợc kéo theo h ớng sợi dọc. Nếu có một khe hở giữa điểm đan sợi dọc và ngang, ban đầu sẽ không có xu h ớng cho vải tiếp xúc với h ớng kéo và do đó lực kéo FT sẽ không ghi lại đ ợc. Khi khe hở này biến mất, giá trị của εL bằng εR và lực FT sẽ tăng lên từ điểm này.
Nếu không có khe hở giữa điểm đan sợi dọc và ngang thì εR =0. Sự tồn tại