Hình 1.29: Biến dạng vịng sợi khi tác dụng lựcđều theo cả hai chiều dọc và ngang
Như vậy bản chất của sự co giãn của vải dệt kim là sự trượt chuyển của các
điểm liên kết cũng như sự biến dạng của sợi, sự trượt của đoạn này được đặc trưng bằng sự thay đổi đột ngột về độ dốc của đường cong biến dạng. Sự biến dạng của các sợi diễn ra cùng với các điểm liên kết tiếp tục trượt chuyển cho đến khi các sợi cạnh nhau bắt đầu tiếp xúc và tỳ ép vào nhau trên thực tế đã đạt đến mức tối đa.
1.8. Ảnh hưởng của độ giãn vải dệt kim tới cơ thể người mặc
Theo Zimin Jin và cộng sựáp lực mà trang phục bó sát tác động lên cơ thể ở mỗi vị trí khác nhau là khác nhau. Áp lực thoải mái giảm từ lớn đến bé theo thứ tự là mạng sườn, vai, cánh tay, ngực, lưng. Phần dưới cơ thể (eo, bụng, hơng, đùi, dọc đùi ngồi) áp lực thoải mái giảm từ lớn đến bé theo thứ tự là hơng, eo, bụng, đùi, dọc đùi ngồi.
Bảng 1.1: Giá trị tham khảo áp lực mà cơ thể quần áo bó sát vẫn cảm thấy thoải mái.
Bộ phận Áp lực thoải mái (kPa) Bộ phận Áp lực thoải mái (kPa)
Cánh tay 0,572 ~ 0,832 Eo 0,374 ~ 0,554
Vai 0,513 ~ 0,896 Bụng 0,142 ~ 0,8144
Ngực 0,130 ~ 0,444 (nam)
~ 1,000 nữ Hông 0,744 ~ 1,463
Lưng 0,301 ~ 0,699 Đùi 0,331 ~ 0,892
Mạng sườn 0,131 ~ 0,308 Dọc đùi ngồi 0,321 ~ 0,721
Trích nguồn: “ A study on the Dynamic Pressure Comfort of Tight Seamless Sportswear’ JFBI Vol.1 No.3, phương pháp 45-52 - (zimin Jin et at (2008)
Theo Li và Wong để xây dựng thiết bị tác giả đã đo thử nghiệm trên 6 người
phụ nữ tuổi từ 21- 29. Qua sự khảo sát tác giả đã đưa ra được áp lực tối ưu mà cơ
thể vẫn cảm thấy thoải mái khi mặc quần áo bó sát trong mức độ áp lực cho phép. Khi cơ thể cử động các cơ bắp sẽ co giãn tại mỗi vị trí là khác nhau,và nhiều cử động của cơ thể sẽ tác dụng lực theo hai phía làm cho vải bị giãn. Những trang
phục mặc khơng bó sát thì chịu ảnh hưởng rất ít từ những cử động này,nhưng đối
với trang phục bó sát sự ảnh hưởng của lực tác dụng lên sản phẩm là đặc biệt quan trọng. Khi đó những trang phục mặc bó sát sẽ tạo áp lực đến người mặc, nếu áp lực trong khoảng cho phép thì người mặc cảm thấy thoải mái, nếu vượt quá mức độ cho phép thì người mặc sẽ cảm thấy khó chịu.
Hình 1.30: Độ giãn của vải ở một số vị trí trên cơ thể
1.9. Các phương phápđo độ giãn của vải
Có nhiều phương pháp đo độ giãn của vải tuy nhiên đa số được thực hiện theo 1 chiều, các tiêu chuẩn đo độ giãn như sau:
a. TCVN 5098 – 90: Phương pháp xác định độ nén cổ chun của bít tất
- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu theo TCVN 5099 – 90
- Mục đích:Đo kích thước để tính áp suất nén của cổ chun
- Phương tiện thử nghiệm:Máy thử độ bền kéo, nén làm việc theo nguyên tắc vận
- Điều kiện thí nghiệm:
+ Tiến hành thí nghiệm trong điều kiện khí hậu quy định
+ Lực căng ban đầu được quy định: Đối với tất có chiều cao chun cổ ≥ 7,5 cm là 100 cN nếu có chiều cao chun cổ ≤ 7,5 cm là 50 cN.
+ Vận tốc kéo mẫu là 100 ± 10 mm/phút + Lực kéo giới hạn 30N
- Tiến hành thử nghiệm
Đo chiều cao cổ chun: Trải phẳng mẫu trên bàn, dùng thước đo chiều cao cổ chun tại 3 vị trí khác nhau. Giá trị trung bình tính từ 3 kết quả đo được là chiều cao chun cổ dùng để tính áp suất nén của cổ chun.
Độ nén của cổ bít tất (Pn) tính bằng cN/cm2là áp suất mà chun cổ có chiều cao A tác dụng lên vật hình trụ có chu vi gấp đôi chiều rộng cổ chun cơ bản khi bị kéo ở lực cơ bản, độ nén của cổ chun được tính theo cơng thức:
Pn = (3.14 x Fcb)/(2 x Lcb x A) (1.18) Trong đó : Pn là độ nén của cổ chun
Lcb là chiều rộng cổ chun tất tính bằng cm
Fcb là lực kéo vịng chun tính bằng cN
b. TCVN 5099 – 90: Phương pháp xác định độ giãn của bàn tất khi kéo
- Mục đích: Xác định độ giãn của bàn bít tất khi kéo trước và sau khi giãn.
- Lấy mẫu: Từ mẫu đơn vị bao gói lấy ít nhất 4 mẫu thử. Trước khi thử giữ mẫu trong điều kiện khí hậu quy định của TCVN 1748.
- Phương tiện đo:
+ Máy đo độ dài chuyên dùng hoặc máy thử độ bền kéo nén có bộ gá thích hợp + Cặp mẫu và tạo lực căng ban đầu
+ Hai vịng căng mẫu có đường kính ngồi bằng đường kính của gót và đường kính trong nhỏ hơn đường kính ngồi 7mm
+ Đồng hồ bấm giây
- Điều kiện thử:
+ Vận tốc chuyển động của ngàm là 100mm/phút + Chọn lực căng ban đầu
+ Độ giãn dư của bàn tất (Ed) được xác định theo công thức:
Ed=𝐷𝐷3−𝐷𝐷1
𝐷𝐷1 x100% (1.19)
Trong đó: D1 là chiều dài ban đầu đo ở lực căng ban đầu trước khi kéo một lực
là 30N, tính bằng cm; D3: là chiều dài bàn tất đo ở lực căng sau khi tất bị kéo, tính bằng cm
- Độ giãn đàn hồi của bàn tất (Eđh)
Edh= 𝐷𝐷2−𝐷𝐷3
𝐷𝐷1 x100% (1.20)
Trong đó: D2: là chiều dài bàn tất đo ở lực kéo 30N, tính bằng cm
- Độ giãn toàn phần của bàn tất (Etp) tính bằng phần trăm là tổng độ giãn dư đàn hồi của bàn tất
Etp= Ed+Edh (1.21)
c.Phương pháp ASTM 2594a: Phương pháp xác định độ giãn của vải có độ giãn thấp - Mục tiêu:Xác định tính chất kéo giãn và giãn dài của vải có độ giãn thấp. - Thiết bị thí nghiệm:
+ Máy kéo giãn có ghi lại kết quả kéo giãn dưới dạng biểu đồ kết quả thí nghiệm
+ Quả nặng : Khối lượng quả nặng trong khoảng 0 – 2,27kg
- Dụng cụ:Đồng hồ bấm giây, thước đo 500mm, bộ phận kẹp mẫu
- Lấy mẫu:Lấy 5 mẫu có kích thước 125mm ± 3mm x 500 ± 10mm theo 2 kích
thước dọc và ngang. Yêu cầu các mẫu cắt đúng canh sợi, cắt mẫuvải cách mép 25mm.
Khi cắt yêu cầu để lượng dư đường may 6 – 13mm theo chiều dài mẫu. Mẫu trước khi
thí nghiệm được đặt trong điều kiện chuẩn ít nhất 24h.
- Điều kiện thí nghiệm:Điều kiện chuẩn t = 25ºC ± 2 và độ ẩm = 65
Cho tải trọng thay đổi đều theo các khoảng thời gian. Sau đo kích thước mẫu khi nó bị kéo ở tải trọng cuối cùng. Kiểm tra mẫu, gá mẫu lên thiết bị, thiết bị gá yêu cầu tự do đầu dưới để treo tải trọng.
Mẫu vải được thử nghiệm qua 4 chu kỳ, thời gian thực hiện mỗi chu kỳ là 4-
6s, ở đây ta chọn 6s. Mỗi chu kỳ ta cung cấp cho mẫu 1 tải trọng trong khoảng 0 –
2,27kg. Gọi giá trị tải trọng đó là Go. Ta thực hiện 4 chu kỳ này liên tiếp nhau.
Sau 4 chu kỳ, ta thử nghiệm mẫu ở chu kỳ thứ 5 cho mẫu chịu sức căng lý
thuyết khoảng từ 5-10s. • Tính tốn kết quả:
- Độ giãn dư sau 60% = 100 x (A-B)/A
- Độ giãn dư sau 1h (%) = 100 x (C-A)/A
- Độ giãn % = 100 x (D-A)/A
Trong đó chiều dài ban đầu của mẫu là A Chiều dài mẫu sau 60s + 5s gọi là kích thước B Chiều dài mẫu sau 1h + 5s gọi là kích thước C Chiều dài mẫu ở thời điểm kéo căng gọi là D
Kích thước A B C D được xác định như trên, các mẫu được tính tốn với sai số cho phép là 1%
d.Phương pháp ASTM D 1775: Xác định độ giãn và độ giãn dư của vải có độ giãn cao - Mục đích thí nghiệm: Xác định tính chất kéo giãn và giãn dài của vải có độ giãn cao
- Thiết bị thí nghiệm: Tùy thuộc vào từng loại thiết bị, với thiết bị mà trên
máy có sẵn bộ phận tải trọng thì khơng cần tải trọng, hoặc mẫu có sẵn các bộ đo đếm sức căng, kích thước mẫu thì cũng khơng cần chuẩn bị thiết bị này. Nếu máy
chỉ có chức năng kéo thì cần thêm các thiết bị quả nặng tạo sức căng, thước đo
kích thước mẫu.
-Lấy mẫu:Ta lấy 5 mẫu có kích thước dọc và ngang, mẫu lấy được cách biên vải 10% khổ rộng của mẫu vải cần thí nghiệm. Mẫu thí nghiệm có kích thước thành
Với những mẫu mà khi cắt biên vải dễ bị tuột thì ta có thể lấy kích thước chiều ngang mẫu lớn hơn tới 98mm.
-Thí nghiệm:
+ Điều kiện phịng thí nghiệm: t= 25ºC ± 2ºC và độ ẩm w = 65% ± 2%
+ Thí nghiệm kiểm tra độ giãn dư: Phương pháp thực hiện giống tiêu chuẩn
ASTM 2594a. Nhưng khi kéo chú ý các điểm sau:
Quá trình kéo mẫu được thực hiện qua 3 chu kỳ kéo giãn khác nhau là 20%, 40%, 60%. Ta kéo mẫu đến độ giãn 20% sau đó nhả tự do tiếp tục kéo giãn mẫu ở độ giãn 40% và cùng cho mẫu về trạng thái tự do. Cuối cùng ta kéo mẫu tới độ giãn 60% và cũng cho mẫu về trạng thái tự do. Kết quả của các quá trình kéo sẽ được ghi lại trên máy dưới dạng các biểu đồ hoặc giá trị lực kéo.
* Thí nghiệm về độ giãn của mẫu: Phương phápnày để tính phần trăm độ giãn
ở sức căng tiêu chuẩn, lực kéo tiêu chuẩn được lựa chọn là 9,07 N có thể lựa chọn tải trọng khác nhưng phải phù hợp.
* Thí nghiệm: Ta tiến hành kéo mẫu qua 3 chu kỳ khác nhau, chu kỳ 1 ta cho
tải trọng 9,07N, sau đó bỏ tải. Các chu kỳ 2,3 ta làm tương tự. Kết quả sẽ được ghi
lại trên máy.
- Kết quả độ giãn dư được tính theo cơng thức:
L = F/W (1.22)
Trong đó: L là chiều dài mẫu bị kéo căng, F là lực kéo đo được, W là độ rộng mẫu ban đầu
e. Phương pháp xác định lực kéo giãn ban đầu lớn nhất để đạt độ giãn cho trước
Đặc trưng này được xác định theo tiêu chuẩn NF07 -196 phương pháp 1
- Thiết bị:Máy kéo đứt đa năng RTC-1250 A của Nhật Bản tại Trung tâm thí
Hình 1.31: Máy kéo đứt đa năng RTC-1250 A của Nhật Bản
• Quy trình thí nghiệm:
+ Chuẩn bị mẫu: Kích thước vùng làm việc của mẫu thử là 100mm x 50 mm. Phần mép vải để kẹp giữ mẫu ở mỗi đầu tối thiểu là 50 mm. Do vậy cần cắt mẫu thử
có kích thước tối thiểu là 200mm x 50 mm. Khi đo và cắt mẫu phải chuẩn theo cột
vòng tránh hiện tượng cắt đứt vòng sợi trong cùng một cột vòng
Cắt mẫu: 5 băng vải ứng với mỗi mức kéo giãn là 10%, 20%, 30%,40%, 50%, 60%. Với ký hiệu mẫu như sau: Số thứ tự mẫu, mức kéo giãn
Giữ mẫu đã cắt trong điều kiện khí hậu quy định TCVN 17748-86 khơng ít
hơn 24 giờ. Tất cả thí nghiệm đã được thực hiện trong cùng điều kiện.
- Vải bị kéo giãn với tốc độ 500mm/phút. Giữ mẫu ở trạng thái bị kéo căng
10% trong vòng 30 phút
- Sự thay đổi ứng suất lớn nhất là trong 5 phút đầu tiên. Sau đó ghi lại kết quả ở các thời điểm: 0’, 1’, 2’, 3’, 4’, 5’ 6’ 7’ 8’,9’ 10’,15’,20’,25’,30’.
- Các mẫu đều được tiến hành tương tự như trên với các mức kéo giãn 20%,
30%, 40%, 50%, 60%.
Trên đây là rất nhiều phương pháp đo độ giãn áp dụng cho các trường hợp khác nhau. Có phương pháp tác dụng lực (tải trọng) đo độ giãn, có phương pháp kéo giãn đến một mức nhất định đo lực tác dụng. Để xem xét từng đặc tính giãn của
vải trong từng trường hợp cụ thể người ta đã đưa ra các phương pháp thử nghiệm
1.10.Các cơng trình đã nghiên cứuvề phương pháp đánh giá độ giãn theo 2D
Theo những bài báo được đăng trên tạp chí Khoa học thế giớiđã có nhiều
những thử nghiệm đa trục nhưng đều chưa thành công do thiếu sự chuẩn hóa của
các tổ chức quốc tế. Vì vậy người ta đã nghiên cứu và đưa ra phương pháp khảo
sát khả quan hơn đó làphương pháp thử nghiệm theo hai trục. Phương pháp này
cho kết quả gần giống với thực tế đang được ứng dụng cho một số loại vật liệu tổng hợp.
Để tạo những dữ liệu hữu ích về độ bền, một mẫu hai trục phải có khả năng đáp ứng được các yêu cầu
- Một dải hai trục đồng nhất đủ rộng phải được tạo ra để đo sức căng
- Khơng có tải trọng giả (ngồi lực kéo và lực nén) tác dụng lên vật mẫu
- Các mẫu phải chấp nhận tỷ lệ tải hai trục tùy ý.
- Mẫu thiết kế để thử nghiệm hai trục có thể được phân loại thành ba nhóm chính: i) ống, ii)các tấm mỏng và iii) chữ thập [8]
• Mẫu vật hình ống
Sự tồn tại của độ tăng giảm áp suất trên ống làm cho phương pháp ống này ít
chính xác hơn so với các thiết lập dựa trên các tấm phẳng. Một số nghiên cứu cũng cho thấy áp lực cao tập trung ở những đầu bị kẹp.
Hình 1.32:Mẫu ống mỏng vách [8]
• Mẫu chữ thập
Kiểm tra mẫu chữ thập hai trục đại diện cho một cách tiếp cận trực tiếp hơn để
đạt được trạng thái ứng suất hai trục đúng, và do đó phương phápnày đã được chấp
Theo đề nghị của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này một mẫu hình chữ thập lý tưởng cần đạt được các tính năng sau:
+ Nó phải có khả năng tạo ra một hai trục trường ứng suất / biến dạng đủ rộng
và đồng nhất trong khu vực cần đánh giá
+ Khu vực đánh giá được xác định trước
+ Hình chữ thập cần chịu được tỷ lệ tải hai trục trong mộtphạm vi mong muốn
+ Sự chuyển tiếp giữa vùng đo và các khu vực được tăng cường nên từ từ để
tránh sự tập trung sức căng khơng mong muốn
+ Bán kính băng hình chữ thập nên càng nhỏ càng tốt để giảm hiệu ứng gấp
đôi sức căng,
Dựa trên các tài liệu tham khảo đã nói ở trên, một nghiên cứu tồn diện được
thực hiện bởi các tác giả để có được một thiết kế hình chữ thập được cải thiện. Một đặc điểm chính của thiết kế mới này là một khu vực đo hình thoi dẫn đến sự đồng nhất sức căng/phân phối sức căng do giảm sự tập trung căng thẳng xảy ra trong các thiết kế khác do khoảng cách ngắn giữa các khu vực đánh giá và các góc của cánh chữ thập. Ngồi ra, các góc được gọt lượn để tránh một khu vực tập trung sức căng.
Hình 1.33:Mẫu chữ thập hình thoi-windowed [8]
* Máy thí nghiệm hai trục
Để áp dụng hai trục tải trên mẫu vật một thiết bị cụ thể là cần thiết, có thể đáp ứng các yêu cầu sau :
- Các tải áp dụng cho một mẫu chữ thập phải được căng thẳng hoặc nén rõ ràng, tránh cắt giả hoặc uốn tải.
- Trực giao giữa các trụctải phải được đảm bảo trong suốt thời gian thử nghiệm, và kết quả trung tâm của mẫu vật phải đứng yên hay trục tải phải di dời với nó.
- Những yêu cầu này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một hệ thống
điều khiển hoạt động, hoặc bằng phương phápcơ học thụ động
- Phép đo quang được thực hiện với máy ảnh CCD 600 * 800 điểm ảnh và ống
kính 16 mm hoặc 50 mm. Độ phân giải tối đa của hệ thống là 0,02% biến dạng.
1.11. Kết luận chương 1