Bài giảng Kiểm tra và phân tích vật liệu dệt - Phần 8: Kiểm tra và thí nghiệm vải

0 
Độ bền kéo 
21 
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 
Độ bền kéo 
 Trong thí nghiệm kẹp (grab test): bề rộng mẫu thí nghiệm sẽ lớn hơn so với bề rộng của ngàm kẹp. 
 Mẫu thí nghiệm rộng 100mm thì ngàm kẹp chỉ 25mm và được dặt ngay chính giữa. 
 Phương pháp này dùng cho vải dệt thoi mật độ cao và vải không thể tở sợi từ hai mép vải (không dệt). 
23 
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 
Độ bền kéo 
 Trong thí nghiệm tước vải, toàn bộ bề rộng của mẫu được kẹp trong ngàm. 
 Có hai loại là tở sợi (unravel test) và cắt vải (cut test). Với tở sợi thì sợi được tháo ra khỏi vải từ hai mép đến khi đạt kích thước mong muốn. Với vải không thể tở sợi (dệt kim, không dệt, bện, có lớp phủ) thì cần được cắt chính xác đến kích thước mong muốn. 
25 
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 
Độ bền xé 
27 
Cách cắt mẫu khi đo độ bền xé 
Độ bền xé 
28 
Cách kẹp mẫu khi đo độ bền xé 
Độ bền thủng 
 Vải dệt kim về lý thuyết có hai chiều nhưng không hoàn toàn như vải dệt thoi. 
 Độ bền thủng là một phương pháp khác để đo 	độ bền của vải theo tất cả các hướng. 
 Đơn vị đo độ bền thủng là đơn vị của áp suất. 
 Có hai phương phá được dùng: Độ bền thủng bằng màng nhựa (Diaphragm bursting strength test) và độ bền thủng bằng quả cầu (Ball bursting strength test). 
29 
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 
Độ bền thủng bằng màng nhựa 
 Độ giãn của vải dệt kim rất lớn và để tìm được màng nhựa có độ giãn tương ứng sẽ khó khăn. Đây là một khuyết điểm của phương pháp này. 
31 
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 
Độ bền thủng bằng quả cầu 
33 
ĐỘ BỀN CỦA VẢI 
34 
7.2 VẺ NGOẠI QUAN CỦA VẢI 
 Vẻ bên ngoài (ngoại quan) của vải luôn được xem là một tính chất quan trọng để đánh giá vải. 
 Nhưng định nghĩa thế nào là ngoại quan của vải là vô cùng phức tạp. Thường thuật ngữ này bao gồm những tính chất có thể nhìn thấy được đối với vật liệu vải và thường liên quan đến những yếu tố sau: 
 Cấu trúc 
 Tính chất vật liệu 
 Hình thái học bề mặt 
 Các tính chất phản xạ (quang học) 
35 
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 
Độ vón hạt của vải 
37 
Cấp độ 
Mô tả 
5 
Không thay đổi 
4 
Bề mặt xù lông nhẹ và/hoặc các các hạt đã hình thành một phần 
3 
Bề mặt xù lông tương đối và/hoặc vón hạt tương đối. Các hạt với kích thước khác nhau và che phủ một phần bề mặt mẫu. 
2 
Xù lông và vón hạt rõ ràng. Các hạt với kích thước đa dạng che phủ phần lớn bề mặt mẫu. 
1 
Xù lông và vón hạt dày đặc. Các hạt với kích thước đa dạng che phủ toàn bộ bề mặt mẫu. 
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 
Độ vón hạt của vải 
 ICI pilling box tester : mẫu được gắn trên một ống bằng polyurethane và được lắc trộn ngẫu nhiên trong một hộp lót bấc trong một thời gian nhất định. 
39 
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 
Độ vón hạt của vải 
 Random tumble pilling test : mẫu được đặt trong một thùng chứa hình trụ và được trộn lắc ngẫu nhiên trong thùng. 
 Thùng này được lót một loại vật liệu tạo ma sát để có thể chà lên mặt của mẫu và giải phóng các xơ tự do. 
41 
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 
7.3 Độ chống mài mòn của vải 
 Một số tiêu chuẩn để đo khả năng chống mài mòn của vải 
 Inflated Diaphragm Test (ASTM D3886) 
 Flexing and Abrasion Method (ASTM D3885) 
 Oscillatory Cylinder Method (ASTM D4157) 
 Rotary Platform Double Head Method (ASTM D3884) 
 Uniform Abrasion Method (ASTM D4158) 
 The Accelerator (AATCC 93) 
 Martindale Abrasion Tester (ASTM D4966) 
 Special Webbing Abrader 
43 
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 
Độ chống nhàu và chống nhăn cho vải 
45 
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 
7.5 Độ rủ và cảm giác tay 
 Độ rũ được dùng để miêu tả cách thức vải chịu tác dụng trên chính khối lượng của mình khi được treo lên. 
 Độ rũ của vải sẽ làm cho quần áo làm từ vải này ôm lấy đường biên của vật thể mà vải phủ lên. 
 Độ rũ và cảm giác tay là cực kỳ quan trọng đối với vải. Độ rũ còn được định nghĩa là khả năng của vải uốn cong dưới sức nặng của chính nó để tạo nếp gấp. 
 Cảm giác tay lại là một tính chất mang tính chủ quan và liên quan đến khái niệm thoải mái của vải. 
47 
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 
Kiểm tra vải 
 Xác định mặt phải 
 Hoa văn nổi rõ hơn trên mặt phải 
 Vải cào lông sẽ mịn và mềm hơn trên mặt phải 
 Vải hoàn tất có mặt phải có chất lượng hoàn tất cao hơn 
 Vải in hoa có mặt phải in rõ hơn và hoa văn tinh xảo hơn 
49 
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 
Kiểm tra vải 
 Xác định sự hiện diện của chất hồ và hoàn tất 
 Việc quan sát bằng mắt thường đã đủ để xác định sự hiện diện của chất hồ hoặc hoàn tất trên vải. 
 Kế đến là xác định cảm giác tay của vải thông qua các tính chất như độ cứng, độ phẳng, Nếu cần thiết, mẫu có thể được quan sát bằng kính hiển vi. 
 Độ mảnh sợi 
 Độ mảnh sợi ở đây được xác định khác với cách dùng để đo độ mảnh của sợi trên búp sợi. 
51 
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 
Kiểm tra vải 
 Độ mảnh sợi 
53 
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 
Kiểm tra vải 
 Độ nhăn của sợi 
 Được ước đoán bằng cách lấy khoảng 10 sợi được tở ra từ vải (chiều dài biết được). 
 Xác định chiều dài của sợi được duỗi thẳng (máy đo độ nhăn). 
 Lực căng đặt lên sợi cần được điều chỉnh cho phù hợp độ mảnh sợi được đo. 
 Độ nhăn (%) = 
 Cần thực hiện nhiều lần và tính toán giá trị trung bình của độ nhăn. 
55 
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 
Kiểm tra vải 
ĐO GIÁN TIẾP 
 Dùng thiết bị quang học được gọi là “Taper line grating” . 
 Đây là tấm kính mỏng với nhiều đường thẳng được khắc lên đó theo dạng xiên mật độ tăng dần từ trái sang phải. 
 Khi đặt thước lên vải, các sợi sẽ tạo hiệu ứng với các đường kẻ trên thước tạo ra một họa tiết quang học. 
 Họa tiết này sẽ được dùng để xác định mật độ sợi 
57 
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 
Kiểm tra vải 
 Chiều dài hàng sợi và vòng sợi 
 Chiều dài sợi được lấy ra khỏi đoạn cắt và duỗi thẳng. Chiều dài vòng sợi được tính như sau: 
Chiều dài vòng sợi = 
Hoặc 
Chiều dài vòng sợi = 
59 
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 
Kiểm tra vải 
 Kiểm tra hệ số ma sát của sợi đầu vào 
 Lực căng rất quan trọng, đặc biệt với dệt kim sợi hay được bôi sáp hoặc dầu để giảm thiểu hệ số ma sát. 
 Hệ số ma sát (coefficient of friction) của sợi đầu vào cần được kiểm tra trước khi đưa vào dùng bằng cách sử dụng thiết bị đo hệ số ma sát theo nguyên lý Capstan và Coil friction . 
 Sợi được kéo căng nhẹ, bao xung quanh một xylanh (làm từ cùng vật liệu với chi tiết dẫn sợi). 
 Khác biệt lực căng giữa đầu vào đầu ra (do ma sát) sẽ làm dịch chuyển mũi tên trên bảng đo và xác định giá trị. 
61 
Kiểm tra vải 
 Kiểm tra hệ số ma sát của sợi đầu vào 
62 
Kiểm tra vải 
 Kiểm tra kích thước của vải 
CHIỀU DÀI 
 Xác định chiều dài của vải để biết lượng đã sản xuất và lượng cung cấp cho khách hàng. 
 Quá trình xử lý ảnh hưởng đến chiều dài thực tế của vải hồi phục diễn ra khi lưu trữ. 
 Để đo đạc chính xác cần để vải ở trạng thái tự do không kéo giãn trong điều kiện chuẩn. 
 Vì vải mềm mại, lực căng nhỏ suốt quá trình đo đạc cũng ảnh hưởng giá trị đo. 
63 
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 
Kiểm tra vải 
CHIỀU RỘNG (KHỔ VẢI) 
 Cần kiểm soát khổ vải chính xác để khi may đồ, các rập cắt vải sẽ vừa với khổ vải giảm thiểu hao phí vật liệu. 
 Các quy trình hoàn tất thường gây tác động khổ vải trên máy (vải mộc/grey fabric). 
 Lực căng trong suốt quá trình đo cũng gây ảnh hưởng tính chính xác của kết quả. 
 Vải được trải trên mặt phẳng đủ rộng tránh gây nhàu, nhăn vải. 
65 
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 
Kiểm tra vải 
BỀ DÀY 
 Trên các thiết bị hiện đại, khoảng cách giữa hai dĩa ép lúc ban đầu có giá trị lớn nhỏ dần. 
Mẫu được đặt giữa các dĩa ép, khoảng cách giữa hai dĩa ép giảm dần tăng dần áp suất giữa chúng. 
 Khi giá trị áp suất đạt đại lượng cài đặt trước, một bóng đèn được bật lên. 
 Độ dày vải được đo bởi dĩa đo vận hành bởi dĩa ép di động, độ chính xác của thước đo đạt đến 0.0001 mm. 
67 
Kiểm tra vải 
BỀ DÀY 
68 
Kiểm tra vải 
TRỌNG LƯỢNG VẢI 
 Độ ẩm có ảnh hưởng đến kích thước và trọng lượng của vải, cần phải điều chỉnh điều kiện thí nghiệm và tiến hành đo tại điều kiện chuẩn. 
 Trọng lượng vải được biểu thị bởi khối lượng/đơn vị diện tích. 
 Diện tích vải được sử dụng phổ biến là 10x10cm. 
 Có thể sử dụng máy cắt hình tròn để có được diện tích mẫu như mong muốn. 
 Sau đó, đem đi cân mẫu sẽ có trọng lượng vải cần đo. 
69