CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.3.2 Xác định khả năng quản lý ẩm của các mẫu vải
Các đặc trưng quản lý ẩm sẽ xác định:
Các đặc trưng khả năng quản lý ẩm bao gồm:
- Thời gian ngấm ướt mặt trên và mặt dưới (s).
- Tốc độ hấp thụ mặt trên và mặt dưới (% / s).
- Bán kính ngấm ướt tối đa mặt trên và mặt dưới (mm).
- Tốc độ lan truyền mặt trên và mặt dưới (mm/s).
- Tốc độ lan truyền mặt dưới (mm/s).
- Chỉ số lan truyền tích lũy một chiều (%).
- Khả năng quản lý ẩm chung (OMMC)
Các chỉ số này sẽ được đánh giá theo bậc phân cấp, gồm có năm phân cấp từ 1 đến 5, cấp 1 là kém nhất và cấp 5 là tốt nhất.
Tiêu chuẩn đo sử dụng:
Khả năng quản lý ẩm của vải được đo theo tiêu chuẩn thử nghiệm AATCC Test Method 195 – 2012 Liquid moisture management of textile fabric.[19]
Thiết bị đo:
Các đặc tính quản lý độ ẩm của các loại vải được đo bằng máy kiểm tra độ ẩm MMT (Moisture management tester) tại trung tâm thí nghiệm Dệt may, công ty cổ phần – Viện nghiên cứu Dệt may.
Thí nghiệm được thực hiện bằng cách nhỏ một lượng dung dịch mồ hôi nhân tạo được xác định trước vào trung tâm bề mặt mẫu, mẫu vải được được đặt giữa hai cảm biến điện nằm ngang, mỗi cảm biến có bảy chân đồng tâm. (Hình 2.5)
Dung dịch thử có thể tự do di chuyển theo ba hướng: lan truyền trên bề mặt trên, di chuyển qua mẫu vật từ bề mặt trên xuống bề mặt đáy và lan truyền trên bề mặt dưới cùng của mẫu.
52
Hình 2.5 Sơ đồ thiết kế MMT
Trong quá trình thử nghiệm, những thay đổi về điện trở của mẫu thử được đo và ghi lại.
Hình 2.6 Thiết bị đo quản lý ẩm
Hình 2.7 Mặt cắt ngang của thiết bị
Các trang thiết bị cần sử dụng gồm:
- Máy tính cài đặt phần mềm MMT - Nước cất
- Dung dịch Natri clorua (0,9 % NaCl) - Máy đo độ dẫn điện
- Giấy thấm trắng AATCC hoặc khăn giấy mềm.
Cảm biến trên
Cảm biến dưới Vải
Mồ hôi nhân tạo
Ống dẫn
53
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:
Trước khi cắt mẫu, giặt mẫu theo điều kiện quy định trong AATCC – Test Method 195 - 2012
Từ mỗi mẫu vải, cắt 5 mẫu thử có kích thước 80 x 80 mm theo đường chéo trên chiều rộng của khổ vải. Cắt mẫu sao cho mẫu thử không cùng trên một băng sợi dọc và sợi ngang.
Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t = 21 ± 1°C và độ ẩm tương đối = 65 ± 2%
Tiến hành thí nghiệm:
- Chuẩn bị dung dịch thử bằng cách hòa tan 9g natri clorua trong 1l nước cất và điều chỉnh độ dẫn điện của nó đến 16 ± 0,2 milli Siemens (mS) ở 25 ° C.
Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất để khởi động thiết bị. Hệ thống thiết bị được kết nối với máy tính, kiểm tra phần mềm máy tính đã được cài đặt trước khi tiến hành thí nghiệm.
- Nâng cảm biến trên lên vị trí khóa và đặt khăn giấy lên cảm biến phía dưới. Nhấn nút “bơm” trong 1-2 phút cho đến khi lượng dung dịch thử nghiệm (0,22 cc) được rút ra từ vật chứa và nhỏ giọt vào khăn giấy, không có bọt khí bên trong ống. Lấy khăn giấy ra.
- Đặt mẫu thử ở giữa hai cảm biến sau đó đóng cửa máy thử. Đảm bảo thời gian thực hiện là 20 giây để đảm bảo lượng dung dịch thử nghiệm được xác định trước (0,22cc) đã được rót hết vào mẫu thử. Đối với mỗi mẫu thử, phần trăm nước (%) trên biểu đồ nên là 0,0 khi bắt đầu mỗi thử nghiệm để tránh kết quả thử nghiệm sai. Đặt thời gian đo trong vòng 120 giây và bắt đầu thử nghiệm. Khi kết thúc thời gian thử nghiệm 120 giây, phần mềm sẽ tự động dừng thử nghiệm và tính toán tất cả các chỉ số.
Xác định kết quả đo
Công thức xác định tốc độ hấp thụ mặt trên (ART) (%/sec):
( ) PT 2.5
Công thức xác định và tốc độ hấp thụ mặt dưới (ARB) (%/sec):
( ) PT 2.6
54
Trong đó (SLOPET) và (SLOPEB) là sự hấp thụ độ ẩm của chất lỏng đối với bề mặt trên và dưới của mẫu thử trong quá trình thay đổi hàm lượng nước ban đầu trong quá trình thử nghiệm
Công thức xác định tốc độ lan truyền (Si):
PT 2.7
Trong đó:
i: vòng đồng tâm (i = 1, 2, 3, 4, 5 hoặc 6) ti: thời gian làm ướt từ vòng i đến vòng i - 1
∆ri: khoảng cách giữa vòng i và vòng i - 1
Công thức xác định tốc độ lan truyền mặt trên và mặt dưới (SST và SSB) ∑
∑
PT 2.8
Trong đó:
NT và NB là số lượng các vòng ướt tối đa của bề mặt trên và dưới
Công thức xác định chỉ số lan truyền tích lũy một chiều:
( ) ( )
PT 2.9
Trong đó UB và UT là diện tích đường cong độ ẩm chất lỏng của bề mặt trên và dưới của mẫu thử.
Công thức xác định khả năng quản lý ẩm chung:
PT 2.10 Trong đó:
C1, C2 và C3 là các giá trị trọng số cho ARB_ndv, Rndv và SSB_ndv. Các giá trị trọng số được sử dụng trong phần mềm MMT là C1 = 0,25, C2 = 0,5 và C3 = 0,25, dựa trên các nghiên cứu về nhận thức của con người
ARB: tốc độ hấp thụ mặt dưới
55 R: chỉ số lan truyền một chiều
SSB: tốc độ lan truyền mặt dưới
ARB_ndv, Rndv và SSB_ndv được tính theo công thức:
PT 2.11
PT 2.12
Trong đó:
ARB_max, ARB_min, Rmax, Rmin, SSB_max và SSB_min là các giá trị phân loại tối đa và tối thiểu cho mỗi chỉ số cho các mẫu tổng được kiểm tra từ một mẫu.
2.3.3 Xác định khả năng hút ẩm và thải ẩm của các mẫu vải bằng kỹ thuật mặc thử
Các đặc trưng hút ẩm và thải ẩm sẽ xác định:
- Tỷ lệ giữa lượng mồ hôi thấm vào vải và lượng mồ hôi thoát ra (G1/G) - Tỷ lệ giữa lượng mồ hôi thoát qua vải và lượng mồ hôi thoát ra (G2/G) Nguyên tắc xác định:
- Lấy mẫu mồ hôi trên cơ thể người
- Phân tích khối lượng lượng mồ hôi cơ thể thoát ra (G) gồm: lượng mồ hôi thấm vào vải (G1), lượng mồ hôi thoát qua vải (G2) và lượng mồ hôi còn lại trên da (G3).
Thực nghiệm bằng kỹ thuật mặc thử, xác định được G, G1 và G3.
- Lượng mồ hôi cơ thể thoát ra G được xác định bằng cách lấy mẫu mồ hôi trên một vùng da có diện tích xác định trên cơ thể người.
- Lượng mồ hôi thấm vào vải G1 được đo trực tiếp trên mẫu vải bằng cách so sánh khối lượng mẫu vải trước và sau khi thực nghiệm mặc thử gắn mẫu vải lên vùng da nói trên.
- Lượng mồ hôi còn lại trên da G3 được đo xác định bằng cách đo khối lượng của lượng mồ hôi còn lại trên vùng da nói trên.
- Lượng mồ hôi thoát qua vải G2 được xác định bằng công thức sau:
G2= G- G1- G3
56
Điều kiện thí nghiệm:
Vải tơ tằm thường được sử dụng để may trang phục dùng trong sinh hoạt hằng ngày, đặc biệt là mùa hè. Chính vì thế, điều kiện nhiệt độ môi trường thực nghiệm sẽ được mô phỏng theo chính môi trường không khí trong nhà ở thời tiết khí hậu mùa hè. Theo tài liệu hướng dẫn về điều kiện vi khí hậu vùng làm việc [20], nhiệt độ không khí tối đa chỉ nên là 30 đến 32 độ C. Trên cơ sở khảo sát nhiệt độ phòng thử nghiệm sử dụng biện pháp tạo nhiệt độ ổn định bằng thiết bị điều hòa, nhiệt độ được điều khiển ổn định nhất ở nhiệt độ không khí trong phạm vi 30 độ C. Vì thế, thực nghiệm đánh giá tính hút ẩm và thải ẩm của vải được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ môi trường phòng thử nghiệm là t = 30° 2°C độ ẩm tương đối là = 65 5%.
Chuẩn bị thực nghiệm:
- Mẫu vải:
+ Mẫu vải hình vuông được cắt với kích thước 120 x 120 mm (tính thêm cả phần dán băng dính với khổ rộng băng dính là 10 mm, kích thước thực tế mà vải tiếp xúc với da người là 100 x 100 mm)
Hình 2.8 Mẫu vải và tấm bông
Các mẫu vải sẽ được đánh tên để tránh nhầm lẫn: trên mặt phải của vải sẽ được quy định canh sợi dọc, canh sợi ngang và tên mẫu vải. (Hình 2.9)
57
Hình 2.9 Ký hiệu mẫu vải
+ Chuẩn bị mẫu vải thử nghiệm: dùng băng dính hai mặt dán vào 4 cạnh mặt trái của mẫu vải tơ tằm, sau đó đem lên cân để xác định khối lượng của mẫu trước khi tiến hành thử nghiệm. (Hình 2.10)
Hình 2.10 Mẫu vải
- Tấm bông:
+ Tấm bông gồm 1 lớp plastic mỏng, trong suốt và 1 lớp bông tấm y tế.
+ Tấm plastic có kích thước là 120 x 120 mm, được dán băng dính hai mặt ở mặt trong của 4 cạnh xung quanh. (Hình 2.10)
58
Hình 2.11 Tấm plastic sau khi dán băng dính
Sau đó lấy bông phủ kín lên diện tích mặt trong tấm plastic (diện tích còn lại sau khi dán băng dính hai mặt). Khối lượng bông đưa vào mặt trong tấm plastic giống nhau ở tất cả các lần thử nghiệm. Đem tấm bông lên cân để xác định khối lượng trước khi tiến hành thử nghiệm. (Hình 2.12)
Hình 2.12 Tấm bông
Các mẫu vải, tấm bông trước khi đưa thực nghiệm sẽ được để trong phòng thực nghiệm với điều kiện thực nghiệm ít nhất 24 giờ.
Đối tượng mặc thực nghiệm:
+ Tơ tằm là nguyên liệu quý có giá trị cao trên thị trường thế giới, nó được ứng dụng rất nhiều trong thế giới thời trang. Sản phẩm được làm từ lụa tơ tằm rất được ưa thích ở mọi lứa tuổi. Vẻ đẹp mềm mại, nhẹ nhàng sang trọng và quý phái của lụa tơ tằm lại đặc biệt thích hợp với phụ nữ và có đến 90% sản phẩm quần áo, trang phục tơ tằm là dành cho phụ nữ. Vì vậy đối tượng mặc thực nghiệm được chọn là nữ. Trong điều kiện giới hạn để tiến hành thực nghiệm này, đề tài đã chọn 10 nữ sinh viên trong độ tuổi từ 18- 22 đang học tập ở khu vực Hà Nội.
+ Tình trạng sức khỏe: Bình thường, không trong chu kỳ kinh nguyệt
59
Bảng 2.2 Bảng thông tin các đối tượng mặc thử nghiệm Họ và tên Ký hiệu Nghề nghiệp Tuổi Nguyễn Thị Quỳnh Thơm ĐT1 Sinh viên 22
Trần Thị Thu Thủy ĐT2 Sinh viên 22
Đào Thị Xuân ĐT3 Sinh viên 22
Bùi Thị Lan Thương ĐT4 Sinh viên 22
Trần Phương Thảo ĐT5 Sinh viên 22
Nguyễn Thị Hải Yến ĐT6 Sinh viên 23
Vũ Thị Sao ĐT7 Sinh viên 22
Lê Thị Ngoan ĐT8 Sinh viên 22
Hoàng Thị Phương ĐT9 Sinh viên 22
Phạm Đăng Phượng ĐT10 Sinh viên 22
+ Chế độ vận động của các đối tượng thử nghiệm:
Đi bộ trong phòng thực nghiệm với tốc độ 3,428 km/h trong khoảng thời gian 10 phút. Chế độ vận động này được chọn tương đương với dạng vận động cơ bản có mức tiêu hao năng lượng 2,5 kcal/ ph. [20]
Phương tiện thí nghiệm:
+ Điện thoại cài phần mềm bộ đếm bước chân có hiển thị các thông số: số bước chân, quãng đường đi bộ, thời gian đi bộ, lượng calo tiêu thụ. (Hình 2.11)
Hình 2.13 Điện thoại cài phần mềm bộ đếm bước chân + Cân điện tử có màn hình hiện số với độ chính xác tới 0,01g
60
Hình 2.14 Cân điện tử
+ Dụng cụ để xác định nhiệt độ và độ ẩm môi trường xung quanh.
Hình 2.15 Dụng cụ đo nhiệt độ và độ ẩm
+ Quần áo mặc của các đối tượng thực nghiệm: một bộ quần áo lót chất liệu là cotton pha spandex (giống nhau cho tất cả các đối tượng mặc thử).
Hình 2.16 Trang phục mặc thử nghiệm
+ bông y tế
+ Băng dính: băng dính 2 mặt với bản to là 10 mm
Vị trí lấy mẫu mồ hôi
Thực nghiệm được tiến hành ở 4 vị trí mà quần áo tiếp xúc với da. Vùng thử nghiệm không nằm trong vùng bị che phủ bởi quần áo lót và có lượng mồ hôi tiết ra nhiều nhất khi hoạt động gồm: lưng, ngực, đùi, cẳng chân [22]. Theo
61
nghiên cứu của Caroline J.Smith và George Havenith, vị trí tiết nhiều mồ hôi nhiều nhất của nữ giới khi tập thể dục ở cường độ 60% là ở giữa lưng trên với lượng mồ hôi tiết ra là 223 g.m-2.h-1. Theo thang đo giá trị tỉ lệ, các vị trí tiết mồ hôi nhiều nhất, vùng mà quần áo có thể tiếp xúc lần lượt là: giữa lưng trên (2,29), cẳng chân (1,39), đùi (1,2), giữa ngực (1,19).
Mỗi vị trí, lấy mẫu mồ hôi trên một bề mặt hình vuông có cạnh 10 cm. Cụ thể 4 vị trí lấy mẫu mồ hôi như sau: (Hình 2.17)
+ Lưng: phần lưng trên, cách đốt sống cổ thứ 7 là 5cm và tiếp giáp với đường trục giữa xương sống (khoảng cách tới đường trục giữa xương sống bằng 0)
+ Ngực: cách đường chân ngực dưới 1 cm và tiếp giáp với trục giữa cơ thể (thẳng đường rãnh ngực đi xuống).
+ Đùi: cách điểm đầu gối (điểm chính giữa của xương bánh chè) 15 cm và nằm chính giữa mặt trước của xương đùi
+ Cẳng chân: cách điểm đầu gối (điểm chính giữa của xương bánh chè) 10 cm, tiếp giáp với trục giữa xương cẳng chân (cách trục giữa xương cẳng chân 0 cm) và nằm ở phần trong bắp chân
Hình 2.17 Các vị trí lấy mẫu mồ hôi
62
Quá trình tiến hành thực nghiệm
+ Các đối tượng thử nghiệm đều được mặc bộ quần áo lót giống nhau.
+ Sau khi đối tượng thử nghiệm mặc quần áo lót, dùng bút kẻ xác định vị trí sẽ áp mẫu vải thử nghiệm lên cơ thể: kẻ 1 hình ô vuông/1 bên với kích thước là 120 x 120 mm lên các vị trí đã xác định. Vì cơ thể người được xem là đối xứng nên lượng mồ hôi tiết ra ở các vị trí cũng được xem là đối xứng. Vì vậy, quy ước bên phải cơ thể sẽ dán mẫu vải, mặt trái của mẫu vải tiếp xúc hoàn toàn với da, canh dọc của vải sẽ song song với trục cơ thể người và bên trái đối xứng sẽ dán tấm bông đã chuẩn bị để xác định lượng mồ hôi thoát ra. Các đối tượng thử nghiệm sẽ được ngồi nghỉ 15 phút trước khi tiến hành thực nghiệm.
+ Trước khi tiến hành dán các mẫu thử nghiệm lên vị trí đã xác định, cần thấm hết mồ hôi tại các vị trí đó.
+ Khi tiến hành thử nghiệm lột lớp giấy bên ngoài băng dính sau đó dán các mẫu thử đã chuẩn bị sẵn lên các vị trí của cơ thể của các đối tượng thử nghiệm đã được xác định ở trên.
+ Ngay sau khi các đối tượng mặc thử đi bộ trong 10 phút, các mẫu vải và các tấm bông được dán tại 4 khu vực sẽ được tháo ra và tiến hành cần ngay để xác định các thành phần.
Lấy mẫu vải lụa tơ tằm với phần băng dính hai mặt ở mặt trái của vải và lớp giấy bên ngoài băng dính hai mặt lên cân để xác định khối lượng sau 10 phút.
Sau khi nhấc mẫu vải tơ tằm ra còn một phần mồ hôi đọng lại trên da, dùng mẫu bông khác thấm lượng mồ hôi còn lại ở vị trí đã dùng bút xác định ở trên khi cho mẫu vải tiếp xúc với da (kích thước 120mm x 120mm). Sau khi thấm mồ hôi xong, đem mẫu bông lên cân để xác định khối lượng.
Sau mỗi thử nghiệm, các đối tượng thử nghiệm sẽ nghỉ ngơi trong 10 phút và được uống nước nếu cần để tránh tình trạng mất nước trước khi tiến hành các thử nghiệm tiếp theo.
Các giá trị đo được sẽ ghi trong bảng kết quả đo 2.3.
63
Bảng 2.3 Bảng kết quả đo Tên
người mẫu
Khối lƣợng (mg)
Kí hiệu
Mẫu vải
S1 S2 ...
Khối lượng các mẫu trước khi thí nghiệm Mẫu plastic+ bông (thấm cả mồ
hôi còn đọng lại trên da bên tấm plastic)
m
Mẫu vải tơ tằm (đã có băng dính hai mặt và lớp giấy bên ngoài băng dính)
m1
Bông dùng để thấm mố hôi còn đọng lại trên da (thấm bên đặt mẫu vải)
m3
Khối lượng các mẫu sau khi thí nghiệm 10 phút Mẫu plastic+ bông (thấm cả mồ
hôi còn đọng lại trên da bên tấm plastic)
m’
Mẫu vải tơ tằm (đã có băng dính hai mặt và lớp giấy bên ngoài băng dính)
m1’
Bông dùng để thấm mố hôi còn đọng lại trên da (thấm bên đặt mẫu vải)
m3’
Khối lượng chênh lệch sau thí nghiệm 10 phút và trước thí nghiệm
Khối lượng chênh lệch của tấm bông sau khi thí nghiệm và trước khi thí nghiệm
(G = m’ – m)
G
Khối lượng chênh lệch của mẫu vải tơ tằm (đã có băng dính hai
G1
64 mặt và lớp giấy bên ngoài băng dính) sau khi thí nghiệm và trước khi thí nghiệm
(G1 = m1’- m1)
Khối lượng mồ hôi thoát qua vải
G2
Khối lượng chênh lệch của bông dùng để thấm mố hôi còn đọng lại trên da (thấm bên đặt mẫu vải)
(G3 = m3’ - m3)
G3
Cách xử lý số liệu đo:
Để xác định lượng mồ hôi thoát ra khỏi vải, ta dùng công thức:
PT 2.13
Trong đó:
G2: là lượng mồ hôi thoát qua vải G: là lượng mồ hôi cơ thể thoát ra G1: là lượng mồ hôi thấm vào vải
G3: là lượng mồ hôi còn đọng lại trên da
G, G1, G3 được tính theo công thức sau:
PT 2.14
Trong đó:
m: Khối lượng mẫu plastic+ bông (thấm cả mồ hôi còn đọng lại trên da bên tấm plastic) trước khi thí nghiệm
65
m1: Khối lượng mẫu vải tơ tằm (đã có băng dính hai mặt và lớp giấy bên ngoài băng dính) trước khi thí nghiệm
m3: Khối lượng mẫu bông dùng để thấm mố hôi còn đọng lại trên da (thấm bên đặt mẫu vải) trước khi thí nghiệm
m’: Khối lượng mẫu plastic+ bông (thấm cả mồ hôi còn đọng lại trên da bên tấm plastic) sau khi thí nghiệm 10 phút
m1’: Khối lượng mẫu vải tơ tằm (đã có băng dính hai mặt và lớp giấy bên ngoài băng dính) sau khi thí nghiệm 10 phút
m3’: Khối lượng mẫu bông dùng để thấm mố hôi còn đọng lại trên da (thấm bên đặt mẫu vải) sau khi thí nghiệm 10 phút
Xác định tỷ lệ giữa lượng mồ hôi thấm vào vải và lượng mồ hôi thoát ra:
G1/G
Xác định tỷ lệ giữa lượng mồ hôi thoát qua vải và lượng mồ hôi thoát ra:
G2/G