Bài giảng Kỹ thuật dệt may - Phần 7: Kiểm tra và thí nghiệm vải

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật dệt may - Phần 7: Kiểm tra và thí nghiệm vải

1. Phần 7: Kiểm tra và thí nghiệm vải I. Giới thiệu  Kiểm tra và thí nghiệm trên vải đóng vai trò quan trọng để kiểm soát chất lượng của sản phẩm nhằm đảm bảo các tiêu chí được đưa ra và đánh giá phẩm chất của vật liệu dệt.  Quy trình nhằm cung cấp thông tin đối với tính chất vật lý hoặc cấu trúc, hóa học và ngoại quan của vải.  Vải được sản xuất với nhiều mục đích sử dụng khác nhau → có yêu cầu phẩm chất hoàn toàn khác nhau. 2
2. I. Giới thiệu  Lý do chính để phải thực hiện các quy trình thí nghiệm và kiểm tra vải: ➢ Kiểm soát sản phẩm ➢ Kiểm soát nguyên vật liệu ➢ Kiểm soát quy trình ➢ Lưu trữ thông tin phân tích 4
3. I. Giới thiệu  Hai công việc quan trọng nhất đối với kiểm soát chất lượng ➢ Tiến hành thí nghiệm: thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn để kết quả thu thập sẽ được so sánh. ➢ Kiểm tra: đánh giá các đặc tính bằng cách quan sát. 6
4. I. Giới thiệu Độ chuẩn xác (accuracy) và độ chính xác (precision)  Độ chính xác: sự thống nhất kết quả thu được từ một phương pháp đo. Kiểm tra mức độ phân tán kết quả của một phép đo được thực hiện nhiều lần.  Độ chuẩn xác: sự thống nhất giữa kết quả “thực” của một tính chất với giá trị trung bình của các lần đo được thực hiện theo cách tốt nhất. 8
5. I. Giới thiệu Điều kiện tiêu chuẩn để tiến hành thí nghiệm  Để so sánh tin cậy giữa các vật liệu, và sản phẩm giữa các phòng thí nghiệm khác nhau, điều cần làm là chuẩn hóa nhiệt độ và độ ẩm.  Các điều kiện là: độ ẩm tương đối 65% ± 2 và nhiệt độ 250C ± 2  Trước khi tiến hành thí nghiệm thì các mẫu phải được lưu trữ trong điều kiện trên ít nhất 4 tiếng. 10
6. II. THÍ NGHIỆM HÓA HỌC  Vải tiếp xúc với hóa chất, hóa chất + ánh sáng sẽ làm vải bị ngả vàng hoặc đổi màu (vải không nhuộm), làm bay màu (vải nhuộm), làm vải nhuộm/không nhuộm bị thoái hóa.  Vải có khả năng chống hóa chất khác nhau chẳng hạn nước, các dung môi, axít, baz, thuốc tẩy, chất ô nhiễm trong không khí và các phản ứng quang hóa trong ánh sáng tử ngoại. 12
7. III. KIỂM TRA BẰNG HÌNH ẢNH  Vải có thể được đánh giá đối với nhiều đặc tính thông qua kiểm tra bằng hình ảnh hoặc thực hiện bởi (chủ quan) hoặc bằng máy với các kỹ thuật theo tiêu chuẩn (khách quan).  Đánh giá qua hình ảnh đối với vải bao gồm các tính chất như: ➢ Tính chất bề mặt ➢ Sai biệt ánh màu ➢ Chi tiết thiết kế ➢ Kiểu dệt ➢ Độ vón hạt 14
8. V. THÍ NGHIỆM MỨC ĐỘ THÔNG MINH  Trong các thập kỷ vừa qua, việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu và cấu thông minh đã dẫn tới sự ra đời của nhiều loại sản phẩm mới thông minh dùng trong không gian, giao thông, viễn thông, nội thất, xây dựng và cơ sở hạ tầng.  Các thí nghiệm phải đáp ứng được các yêu cầu về công nghệ cao ngày càng tăng đối với vải. 16
9. VI. THÍ NGHIỆM CƠ HỌC & VẬT LÝ • Khối lượng và bề dày • Tính co giãn • Bền kéo • Bền mài mòn • Bền xé • Độ rũ • Bền đường may, trượt đường• Bền uốn may • Bền cắt • Bền thủng • Chịu nén 18
10. ĐỘ BỀN CỦA VẢI Độ bền kéo  Kiểm tra độ bền kéo (ứng suất – biến dạng) là một trong các thí nghiệm phổ biến nhất đối với vải.  Vải được giữ bằng hai kẹp ở hai đầu mẫu vải, sau đó mẫu được kéo từ hai đầu đến khi vải rách hoàn toàn.  Thực hiện 3 mẫu cho sợi ngang, 3 mẫu cho sợi dọc và lấy trung bình. Đơn vị tính là Newton (N). 20
11. Độ bền kéo  Có ba phương pháp dùng cho kiểm tra độ bền của vải: phương pháp kẹp (grab test), kẹp có hiệu chỉnh (modified grab test) và tước sợi trong vải (strip test). 22
12. Độ bền kéo  Với thí nghiệm kẹp có hiệu chỉnh, cách thức tương tự như với thí nghiệm kẹp, tuy nhiên dọc hai bên mẫu vải sẽ được tỉa gọt sao cho bề rộng mẫu vừa bằng bề rộng kẹp.  Phương pháp này phù hợp với vải có độ bền cao. 24
13. Độ bền xé  Vải bị xé xảy ra ở rất nhiều sản phẩm và hiện tượng này liên quan đến độ mỏi và mài mòn cũng như sự phát triển từ một vết cắt do lực gây ra.  Thí nghiệm này để đo lực cần thiết để tiếp tục xé vải từ một đường cắt đã có trên vải.  Mẫu hình chữ nhật được cắt để tạo ra hai phần riêng biệt, một phần sẽ được kẹp trên giữ và phần còn lại do kẹp dưới.  Sau đó lực xé trung bình sẽ được tính toàn. 26
14. Độ bền xé Cách kẹp mẫu khi đo độ bền xé 28
15. Độ bền thủng Độ bền thủng bằng màng nhựa Phương thức sử dụng là đo sự gia tăng chiều cao của màng trong suốt quá trình thí nghiệm sau đó sẽ thổi màng đến đúng chiều cao đó nhưng không có mẫu.  Sau đó đo áp suất làm thủng chỉ với màng nhựa rồi trừ đi giá trị áp suất làm thủng (mẫu + màng nhựa) sẽ ra giá trị cần cho mẫu. 30
16. Độ bền thủng bằng quả cầu  Trong kỹ thuật này, một quả cầu thép được đẩy xuyên qua một mẫu vải được giữ căng cho đến khi mẫu vải bị thủng.  Giá trị của lực làm thủng sẽ được ghi nhận lại.  Ưu điểm của kỹ thuật này là chỉ cần gắn thêm thiết bị phụ lên máy đo độ bền kéo là có thể thực hiện được.  Một ưu điểm khác so với kỹ thuật màng nhựa là vải có thể có độ giãn bất kỳ. 32
17. ĐỘ BỀN CỦA VẢI 34
18. Độ vón hạt của vải  Vón hạt là một hiện tượng liên quan đến sự dịch chuyển của xơ ra khỏi sợi. Điều này thường xảy ra trên cấu trúc vải khi mài mòn.  Mức độ của vón hạt có thể chia ra các giai đoạn: hình thành hạt, rối, phát triển, rơi ra. 36
19. Độ vón hạt của vải  Độ vón hạt hoặc các thay đổi trên bề mặt vải thường được thí nghiệm trong các PTN bằng cách dùng các vật liệu gây mài mòn.  Các thiết bị thí nghiệm thường bao gồm các hình mẫu dùng để tham chiếu đối với các mẫu đem thí nghiệm. Những hình mẫu này được thực hiện trên các máy đặc biệt có khả năng mô phỏng vón hạt.  Mẫu vải gốc được gắn trên máy và được mài mòn với nhiều cấp độ khác nhau.  Mẫu vải bị mài mòn sẽ được đem so sánh với ảnh chuẩn đã được các viện tiêu chuẩn thực hiện (ASTM, AATCC, BIS, JIS ) và xác định mức độ vón hạt cho mẫu. 38
20. Độ vón hạt của vải  Martindale tester: thiết bị sẽ đặt mẫu dưới tác động mài mòn bằng cách cho các chi tiết tạo ma sát di chuyển hình ellipse theo hai hướng vuông góc với nhau.  Thí nghiệm sẽ hoàn tất khi sợi trên vải bị đứt hay đến khi ánh màu trên vải bị thay đổi. 40
21. Độ chống mài mòn của vải  Xơ và cấu trúc vải ảnh hưởng rất nhiều đến độ mài mòn của vải.  Một số loại polymer có khả năng chống mài mòn tốt hơn so với các loại khác.  Độ xoắn, độ nhăn, kiểu dệt cũng có ảnh hưởng đến độ mài mòn của vải.  Số lượng xơ và bề mặt sợi tiếp xúc với tác nhân gây mài mòn cũng rất quan trọng.  Khả năng chống mài mòn của vải được dựa trên việc quan sát bằng mắt, số chu kỳ để tạo ra một lỗ thủng trên vải cũng như độ bền còn lại của vải. 42
22. 7.4 Độ chống nhàu và chống nhăn cho vải  Nếp nhăn là dạng 3 chiều của nếp nhàu và xuất hiện khi vải bị ép bị gấp lại ở mức độ cao → biến dạng lâu dài.  Hầu hết các loại vải đều bị nhăn sau khi giặt, sử dụng và gấp.  Các nếp nhăn này gây ảnh hưởng rất lớn đến khả năng được chấp nhận cho vải. (Khách hàng khó chịu khi phải mặc đồ nhăn tại các sinh hoạt cộng đồng, tập thể.) 44
23. Độ chống nhàu và chống nhăn cho vải  Khả năng của vải có thể hồi phục sau khi nhàu được xác định bằng việc đo góc hồi nhàu của vải. 46
24. 7.6 Kiểm tra vải  Xác định hướng sợi dọc ➢ Sợi dọc bền hơn sợi ngang ➢ Mật độ sợi dọc cao hơn mật độ sợi ngang ➢ Sợi dọc thường thẳng hơn và sợi ngang thường bị cong, méo. ➢ Biên vải song song với sợi dọc. ➢ Các dấu hoặc hoa văn nổi bật thường nằm dọc theo sợi dọc. 48
25. Kiểm tra vải  Xác định kiểu dệt ➢ Được thực hiện bằng mắt thường hoặc với kính lúp, kính hiển vi ➢ Bắt đầu từ một điểm bất kỳ ở góc trái dưới của vải, kiểu dệt được xác định khi tìm thấy sự lặp lại của kiểu đan ➢ Sợi dọc được đánh dấu từ trái sang phải và sợi ngang được đếm từ dưới lên ➢ Biên vải cũng được xác định tương tự, tuy nhiên kiểu dệt thường khác rất xa so với kiểu dệt nền 50
26. Kiểm tra vải  Độ mảnh sợi ➢ Theo định nghĩa, độ mảnh là khối lượng trên đơn vị dài, do đó có hai giá trị được đo: chiều dài và khối lượng. ➢ Mẫu vải được đặt trên mặt phẳng, hai đường cắt song song cách nhau một đoạn tương đối (càng lớn càng tốt để đo chiều dài được chính xác). ➢ 50 sợi được tở ra trong khu vực giữa hai đường cắt và đem đi cân. ➢ Khoảng cách giữa hai đường cắt không phải chiều dài thực sự của sợi vì sợi có nếp nhăn do các điểm đan. 52
27. Kiểm tra vải  Độ mảnh sợi ➢ Sợi duỗi thẳng được đo bằng máy kiểm tra độ nhăn, thiết bị sẽ đặt một lực căng vừa đủ để duỗi thẳng mà không gây giãn sợi. ➢ Với vải dệt kim, độ nhăn của sợi rất cao do tính chất vòng sợi của vải, cách tốt nhất để đo chiều dài sợi là đo trực tiếp trên thiết bị đo chiều dài hàng sợi. ➢ Độ mảnh sợi được tính dựa trên khối lượng của 50 sợi được cân và chiều dài tổng của 50 sợi đó. 54
28. Kiểm tra vải  Mật độ sợi ➢ Số lượng sợi trên một đơn vị chiều dài và chiều rộng. ➢ Có hai phương pháp đo: trực tiếp và gián tiếp ĐO TRỰC TIẾP  Mẫu vải đặt trên bề mặt phẳng (không giãn, không bị hỏng).  Một tấm kính đặt trên mẫu và quan sát bằng kính hiển vi để quan sát ảnh phóng to của mẫu.  Với vải dệt thoi, dùng kim để đếm từng sợi (ngang dọc) để đếm số sợi.  Với vải dệt kim, đếm số vòng sợi thay vì từng sợi một. 56
29. Kiểm tra vải  Chiều dài hàng sợi và vòng sợi ➢ Đây là hai thông số quan trọng của vải dệt kim ➢ Với vải đan ngang phẳng, tở một sợi theo khổ vải, với vải đan tròn thì xẻ khổ rồi tở sợi tương tự vải đan ngang phẳng. ➢ Chiều dài duỗi thẳng sẽ được đo trên thiết bị đo chiều dài hàng sợi (đã nêu ở trên). ➢ Để xác định chiều dài vòng sợi, tương tự với quy trình đo độ mảnh sợi (đã nêu ở trên), hai đường cắt song song được thực hiện trên mẫu vải. 58
30. Kiểm tra vải  Kiểm tra sợi đầu vào ➢ Sợi đầu vào cho vải không chính xác sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của vải.  Kiểm tra độ mảnh sợi đầu vào (tương tự như đã trình bày cho phần kiểm tra sợi)  Kiểm tra hệ số ma sát của sợi đầu vào ➢ Ma sát của sợi và các dẫn sợi, chi tiết trên máy trong quá trình gia công gây ra lực căng. ➢ Lực căng quá mức → đứt sợi → giảm năng suất sản xuất. 60
31. Kiểm tra vải  Kiểm tra hệ số ma sát của sợi đầu vào 62
32. Kiểm tra vải CHIỀU DÀI ➢ Vải được đặt trên một mặt phẳng (không kéo căng, khống gấp nếp). ➢ Tiến hành tại một đầu vải, mỗi 5 mét vải đánh dấu 1 lần. Thực hiện đến khi nào không thể đánh dấu được nữa. ➢ Đoạn dư còn lại tối thiểu là 10mm. ➢ Tổng chiều dài tấm vải L = 5N + f (mét). ➢ Với N: số lần đánh dấu, f là phần còn lại. ➢ Thiết bị hiện đại sẽ kẹp vải bởi một cặp trục, khi trục quay sẽ vận hành một thiết bị đo chiều dài vải. 64
33. Kiểm tra vải CHIỀU RỘNG (KHỔ VẢI) ➢ Tiến hành đo theo nguyên tắc 1 mét. Đo tại 10 vị trí cách đều nhau dọc theo tấm vải. BỀ DÀY  Vải được đặt giữa hai dĩa phẳng và khoảng cách giữa hai dĩa được đo.  Một áp suất nhỏ đủ để làm phẳng các xơ nhô ra nhưng không quá lớn để gây nén vải. Áp suất này phụ thuộc loại vải được đo.  Khoảng cách giữa các dĩa ép cũng được áp dụng tùy theo loại vải (vải mỏng: khoảng cách nhỏ, vải dày: khoảng cách dĩa lớn). 66
34. Kiểm tra vải BỀ DÀY 68