|
Th.s. Nguyễn Thị Thành
Trung tâm THM
|
|
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là nước có tiềm năng để phát triển nghề trồng dâu nuôi tằm: khí hậu, thổ nhưỡng thuận lợi, nguồn lao động cần cù, dồi dào. Vải lụa tơ tằm luôn được người tiêu dùng ưa chuộng bởi những tính chất quý: dệt từ tơ tằm thuộc loại các xơ protein thiên nhiên có dạng liên tục, vải có tính chất bề mặt trơn láng, bóng mịn, óng ánh tuyệt vời mà không một loại vải nào khác có được. Đặc biệt, vải có tính chất xốp, cảm giác sờ tay mịn màng mềm mại, có khả năng hút ẩm tốt, khi mặc vải sát da có cảm giác thoải mái dễ chịu, thoáng khí, hợp vệ sinh, mát về mùa hè và ấm vào mùa đông. Chính vì vậy mà các sản phẩm từ lụa tơ tằm rất đa dạng và phong phú sử dụng trong nhiều mặt hàng sang trọng. Tuy nhiên, vải lụa tơ tằm còn một số nhược điểm: vải dễ nhàu, khó bảo quản sử dụng; trong quá trình may và sử dụng, dưới tác dụng của tải trọng thấp vải dễ bị biến dạng gây nên hiện tượng dạt sợi tại vị trí đường may làm hư hỏng sản phẩm (hình 1).
Hình 1. Hiện tượng dạt sợi tại vị trí đường may
II. Một số khái niệm cơ bản về hiện tượng dạt đường may
2.1. Theo từ điển Dệt – May Việt Nam và Từ điển Tiếng Việt
Dạt: bị xô đẩy về một phía, một nơi nào đó, dãn thưa ra (sợi dệt). Ví dụ: mặt vải đã bị dạt.
Độ dạt: mức độ, khoảng cách mà sợi dệt bị dạt ra khỏi vị trí cân bằng.
Sợi dạt: là số sợi trên sản phẩm dệt may bị xô về một hướng so với vị trí cân bằng.
Độ dạt đường may: là khoảng cách mà sợi dệt bị xô về một hướng so với vị trí cân bằng tại đường liên kết trên sản phẩm may.
2.2. Theo công trình nghiên cứu của 1 số tác giả
Theo Tác giả Jan. W Gooch định nghĩa trong Encyclopedic Dictionary of Polymers: Là khoảng thiếu hụt của sợi dệt bị tách rời ra xuất hiện trên vải khi sợi dệt tại vị trí đường may bị kéo về một phía. Độ dạt đường may sẽ xuất hiện nhiều hơn trên những loại vải sợi mềm mại được sản xuất từ sợi filament.
Theo nghiên cứu: “Fabric design considering the optimisation of seam slippage” của nhóm Tác giả: Rui Alberto Lopes Miguel, … công bố trên International Journal of Clothing Science and Technology: Lực gây lên độ dạt đường may, thông thường được biết đến là độ dạt đường may, được xác định là khả năng của sợi dọc trượt trên một số sợi ngang gần đường may (độ dạt theo hướng sợi dọc), khi vải chịu tác động của lực theo hướng sợi ngang. Lực này sẽ gây ra tác động để tách rời hai miếng vải được liên kết bởi đường may, gây mở đường may, đó là kết quả của sợi bị dạt, trượt đi xuất hiện gần đường may. Độ dạt đường may là một thông số quan trọng trong các tính chất của vải dệt, đặc biệt đối với sản xuất hàng may mặc. Đó là giá trị phụ thuộc vào cấu trúc vải và quá trình công nghệ may.
Theo công trình nghiên cứu của Kenan Yildirim đăng trên tạp chí Textile Research Journal: Predicting Seam Opening Behavior of Woven Seat Fabrics – Dự đoán về cơ chế mở đường may trên vải dệt bọc đồ công nghiệp: Độ dạt sợi tại vị trí đường may xuất hiện trên vải dệt thoi phụ thuộc vào sự di chuyển của sợi ngang trên sợi dọc (hoặc là sợi dọc trên sợi ngang) tại vị trí đường may trong quá trình sử dụng sản phẩm. Hoạt động ngồi xuống hay đứng lên hoặc các di chuyển hoạt động khác đã tạo nên lực tác động tại vị trí đường may là nguyên nhân tạo nên các sức căng cho các mũi may. Theo chiều hướng này, sự di chuyển vị trí (hay chính là sự trượt đi của đường may) của các mũi may có thể là nguyên nhân gây nên độ mở của vải tại vị trí đường may
Theo Tác giả B P Saville trong Physical testing of Textile xuất bản năm 2000 của trường Đại học Cambrige – Anh cho rằng: Độ dạt đường may là tình trạng đường may trên vải bị mở ra dưới tác động của lực. Một vài chỗ hổng có thể được co lại sau khi hết lực tác dụng nhưng một vài chỗ khác có thể là những biến dạng vĩnh viễn. Độ dạt đường may trên vải sợi là một vấn đề đặc biệt của vải dễ gây ra tuột sợi, hoặc làm cấu trúc đan của sợi dọc và sợi ngang trên vải lỏng dễ bị mở ra . Một vài sợi bị dạt dễ kéo theo nhiều sợi khác dạt theo
Theo Tác giả Jilian HU nghiên cứu trong “Fabric Testing” xuất bản năm 2008 của nhà xuất bản Woodhead Publishing Limited đã khẳng định: Độ dạt sợi của đường may được xác định khi đường may có xu hướng bị giãn ra khi chịu sự tác động của một lực tác dụng có hướng vuông góc với đường may. Được đo bằng độ dạt của vải sợi tại vị trí đường may. Kiểm tra độ dạt sợi chính là kiểm tra độ mở của đường may.
Theo các công trình nghiên cứu của nhiều Tác giả nói trên có thể rút ra kết luận: Hiện tượng dạt sợi tại vị trí đường may của vải là sự dịch chuyển tương đối của hệ sợi dọc so với sợi ngang hoặc sợi ngang so với sợi dọc dưới tác dụng của ngoại lực hay chính là hiện tượng sợi vải tại đường may bị kéo trượt sang hai bên, tạo nên các vết rạn trên bề mặt vải. Nguyên nhân của hiện tượng này là do: Mật độ dệt sợi dọc và sợi ngang của vải thấp; Hệ số ma sát giữa các sợi của vải thấp; Lượng dư đường may quá nhỏ; Đường may sử dụng và các thông số công nghệ may không phù hợp với cấu trúc của vải; Lực tác động lên đường may trong quá trình sử dụng quá lớn, ... Bản chất của hiện tượng này là do cấu trúc của vải lụa tơ tằm rất đặc biệt, tồn tại một khe hở tại điểm đan giữa sợi dọc và sợi ngang khi vải ở trạng thái không chịu tải trọng tác động đấn đến lực liên kết và lực ma sát giữa sợi dọc và sợi ngang tại vị trí đan kết trong vải rất nhỏ. Vì vậy, ngay cả khi chịu tác động của tải trọng thấp, vải lụa tơ tằm dễ bị biến dạng trượt hơn so với các loại vải dệt từ nguyên liệu khác. Như vậy, hiện tượng dạt sợi của vải là một tính chất đặc trưng của vải lụa tơ tằm, khó khắc phục triệt để trong quá trình dệt và xử lý hoàn tất vải. Thực tế, mong muốn của các nhà sản xuất may và người tiêu dùng là quá trình may và quá trình sử dụng sản phẩm hạn chế và không làm tăng thêm các nguyên nhân gây dạt của vải lụa tơ tằm.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm, với phạm vi bài viết chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng riêng biệt và đồng thời của 3 thông số công nghệ may quan trọng nhất: mật độ mũi may, lực nén chân vịt, sức căng chỉ kim, tới độ dạt sợi tại vị trí đường may của vải lụa tơ tằm Vạn phúc – Hà Nội; So sánh mức độ ảnh hưởng và xác định giá trị tối ưu của 3 thông số công nghệ may đảm bảo giảm thiểu hiện tượng dạt sợi tại vị trí đường may của vải nghiên cứu.
III. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH ĐỘ DẠT ĐƯỜNG MAY
3.1. Một số mô hình biến dạng dạt đường may
3.2. Mô hình cơ học mô phỏng biến dạng trượt của vải
Khi biến dạng trượt xảy ra dưới tác động của lực tải trọng không đổi W, lực trượt Fs được tính theo công thức cụ thể.
Lý thuyết này dựa trên cơ sở lực xoắn cần có để làm cho tại điểm liên kết giữa sợi dọc và ngang vải được quay đi một góc 
.
IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Vật liệu: Lựa chọn vải lụa tơ tằm sản xuất tại làng nghề Vạn Phúc, Hà Nội. Vải lụa có kiểu dệt vân điểm, thành phần 100% tơ tằm tự nhiên, khối lượng 36.4 g/m2, mật độ sợi dọc 432 sợi/10cm, mật độ sợi ngang 444 sợi/10cm, sợi mảnh có độ nhỏ 8.08 tex với sợi dọc, 5.15 tex với sợi ngang. Đây là loại vải lụa mỏng, nhẹ thích hợp may các sản phẩm thời trang nữ mỏng, một lớp. Sử dụng chỉ may 100% polyester, tex 22, Ne 80/3. Kim DBx1KN của hãng Organ, chi số 9.
- Tiêu chuẩn thí nghiệm: Xác định độ dạt đường may của vải thông qua xác định lực gây dạt đường may 3mm so với vị trí ban đầu bằng phương pháp mở đường may cố định theo tiêu chuẩn ISO 13936-1.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm nhiều yếu tố và phương pháp tối ưu hóa một mục tiêu trên cơ sở phương pháp QHTN trực giao đầy đủ cấp 2. Ma trận thí nghiệm N = 2k + n0+2K (k=3) với 17 phương án thí nghiệm, mức a= ±1.68.
Xử lý kết quả thực nghiệm được thực hiện với sự trợ giúp của phần mềm Design Expert. Đây là phần mềm hiện đại có khả năng xử lý số liệu của các thuật toán khác nhau, trong đó có thuật toán QHTN trực giao và tối ưu hóa một hoặc đa mục tiêu.
Bảng 1. Khoảng biến thiên của thông số lực nén chân vịt trong nghiên cứu ảnh hưởng riêng biệt tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu.
|
Lực nén chân vịt (N)
|
|
10
|
17.5
|
25
|
32.5
|
40
|
Bảng 2. Khoảng biến thiên của thông số sức căng chỉ kim trong nghiên cứu ảnh hưởng riêng biệt tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu.
|
Sức căng chỉ kim (glực)
|
|
50
|
100
|
150
|
200
|
250
|
Bảng 3. Khoảng biến thiên của các biến trong nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố công nghệ may tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu
|
Các yếu tố
|
Giá trị các yếu tố
|
Khoảng biến thiên (rXj)
|
|
-1.68
|
-1
|
0
|
+1
|
+1.68
|
|
Mật độ mũi may X1(mũi/cm)
|
2.5
|
3
|
4
|
5
|
5.5
|
1
|
|
Lực nén chân vịt X2(N )
|
10
|
10
|
25
|
40
|
50
|
15
|
|
Sức căng chỉ kim X3(glực)
|
50
|
50
|
150
|
250
|
318
|
100
|
|
|
V. CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ DẠT ĐƯỜNG MAY
5.1. Ảnh hưởng riêng biệt của từng yếu tố công nghệ may tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm
Mật độ mũi may là yếu tố công nghệ có ảnh hưởng quan trọng đến độ dạt đường may của vải. Đã có một số công trình trên thế giới và ở Việt Nam nghiên cứu qui luật ảnh hưởng của mật độ mũi may tới độ dạt đường may của vải , các kết luận rút ra đã chứng minh mối tương quan chặt chẽ của hai đại lượng này và đều thống nhất về qui luật ảnh hưởng như sau: khi mật độ mũi may tăng, lực gây dạt tăng nghĩa là độ dạt đường may của vải giảm và ngược lại. Vì vậy, trong nghiên cứu này, các tác giả kế thừa các kết quả nghiên cứu đi trước, không tiến hành các thí nghiệm ảnh hưởng riêng biệt của thông số mật độ mũi may tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm.
Từ kết quả thực nghiệm xác định ảnh hưởng riêng biệt của thông số lực nén chân vịt và sức căng chỉ kim tới lực gây dạt đường may của vải nghiên cứu, sử dụng phần mềm Exel đã xây dựng được các phương trình hồi qui thực nghiệm một biến như sau:
5.1.1. Ảnh hưởng của lực nén chân vịt
Y= 11.81 X22–123.2 X2 + 335.4. R2 = 0.81
Ảnh hưởng của lực nén chân vịt tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu tuân theo quy luật hàm số bậc hai lõm. Hệ số tương quan R2=0.81 thể hiện mối tương quan cao giữa yếu tố lực nén chân vịt và lực gây dạt. Khi lực nén chân vịt tăng thì lực gây dạt giảm tức là độ dạt đường may của vải tăng.
5.1.2. Ảnh hưởng của sức căng chỉ kim
Y= 25.8 X32 –189.1 X3 + 343.1. R2 = 0.85
Ảnh hưởng của sức căng chỉ kim tới độ dạt đường may tuân theo quy luật hàm số bậc hai lõm. Hệ số tương quan R2=0.85 thể hiện mối tương quan cao giữa yếu tố sức căng chỉ kim và lực gây dạt. Khi sức căng chỉ kim tăng ta thấy lực gây dạt giảm tức là độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm tăng.
5.2. Ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố công nghệ may tới độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm
Từ kết quả thực nghiệm, sử dụng phần mềm Design Expert, đã xây dựng được phương trình hồi qui thực nghiệm biểu thị qui luật ảnh hưởng đồng thời của 3 yếu tố công nghệ may tới lực gây dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu như sau:
Y = 34.7 – 58.04X1 + 0.073 X2 – 7.1 X3 +
25.3X12 + 24.2 X22 +23.6 X32 -17.6 X1X2 + 59.3 X1X3 – 25.4 X2X3 + 38.1 X13-18.2 X23 – 25.9 X33 – 24.9 X1 X2X3
R2 = 0.99.
Các loại vải dệt thoi có khả năng may tốt, không bị dạt khi chịu lực tác dụng trên 200N. Tuy nhiên với vải lụa tơ tằm, dưới tác động của tải trọng thấp, vải lụa tơ tằm dễ bị biến dạng trượt hơn so với các loại vải dệt từ nguyên liệu khác có cùng kết cấu vải. Nguyên nhân là do vải lụa tơ tằm có modul bền rất nhỏ ở vùng tải trọng thấp, ảnh hưởng tới độ cứng và độ trễ trong biến dạng trượt của vải. Kết quả từ phương trình hồi qui thực nghiệm trên cho thấy, dưới tác động của tải trọng thấp - trung bình là 34.7 N, vải lụa tơ tằm nghiên cứu đã bị biến dạng gây dạt sợi tại vị trí đường may.
5.2.1. Qui luật và đồ thị ảnh hưởng riêng biệt của từng yếu tố rút ra từ nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng đồng thời của 3 yếu tố công nghệ may
Các qui luật ảnh hưởng riêng biệt của từng yếu tố rút ra từ nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng đồng thời của 3 yếu tố công nghệ may tới lực gây dạt đường may của vải và kết quả nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng riêng biệt của từng yếu tố rất phù hợp với nhau và phù hợp với thực tế may vải lụa tơ tằm, điều đó chứng tỏ các nghiên cứu thực hiện có độ chính xác và tin cậy cao. Qui luật ảnh hưởng của mật độ mũi may là hàm phi tuyến bậc 3 khá phức tạp. Khi tăng mật độ mũi may lên 0,5mũi/cm thì lực gây dạt tăng hay độ dạt đường may của vải giảm 7.63%. Khi giảm lực nén chân vịt 5N thì lực gây dạt tăng hay độ dạt đường may của vải giảm 5.8%. Khi giảm sức căng chỉ kim 10 glực thì lực gây dạt tăng hay độ dạt đường may của vải giảm 4.3%. Mật độ mũi may là yếu tố công nghệ có ảnh hưởng quan trọng nhất tới độ dạt đường may của vải nghiên cứu.
5.2.2. Phân tích ảnh hưởng tương tác của từng cặp yếu tố công nghệ may:
Mối quan hệ tương tác giữa các cặp yếu tố công nghệ may: X1 và X2, X1 và X3, X2 và X3 cùng có ảnh hưởng quan trọng đến độ dạt đường may của vải.
Khi đồng thời giảm mật độ mũi may và lực nén chân vịt thì độ dạt đường may của vải sẽ giảm (hình 4). Khi đồng thời giảm mật độ mũi may và sức căng chỉ kim thì độ dạt đường may của vải sẽ giảm (hình 5).
Khi đồng thời tăng lực nén chân vịt và sức căng chỉ kim thì độ dạt đường may của vải sẽ giảm (hình 6).
Hình 6. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa lực gây dạt đường may với lực nén chân vịt và sức căng chỉ kim
5.2.3. Phương án tối ưu giảm dạt đường may cho vải lụa 100% tơ tằm nghiên cứu:
Sử dụng phần mềm Design Expert, với qui định giới hạn lực tác dụng gây dạt ở vùng tải trọng thấp ≤ 60N [1], do hàm hồi qui ba biến là hàm phi tuyến bậc 3, phức tạp nên trong miền biến đổi của các yếu tố, không chỉ có một phương án công nghệ tối ưu, thực tế đã xác định được 5 phương án công nghệ tối ưu nhất ứng với các giá trị lực tác dụng gây dạt khác nhau nhằm giảm thiểu độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm nghiên cứu, được trình bày trong bảng 4.
Bảng 4. Giá trị biến mã hóa và biến thực của các yếu tố công nghệ may tối ưu
|
STT
|
Lực tác dụng
gây dạt ≤ 60N
|
Mật độ mũi may X1 (mũi.cm)
|
Lực nén chân vịt X2 (N)
|
Sức căng chỉ kim X3 (glực)
|
|
Biến mã hóa
|
Biến thực
|
Biến mã hóa
|
Biến thực
|
Biến mã hóa
|
Biến thực
|
|
1
|
45.2
|
0.20
|
4
|
-0.73
|
14
|
-0.69
|
81
|
|
2
|
44.3
|
0.17
|
4
|
-0.42
|
18.7
|
-0.82
|
68
|
|
3
|
42.0
|
0.37
|
4.5
|
-0.9
|
11.5
|
-0.54
|
96
|
|
4
|
38.9
|
0.25
|
4.5
|
-0.51
|
17.3
|
-0.82
|
68
|
|
5
|
37.5
|
0.39
|
4.5
|
-0.65
|
15.2
|
0
|
150
|
Kết quả nghiên cứu trên cho thấy rằng có một mối tương quan chặt chẽ giữa độ dạt đường may của vải với các các yếu tố công nghệ may. Khả năng chống dạt sợi tại đường may của vải sẽ tăng lên nếu áp dụng chế độ công nghệ may tối ưu. Bên cạnh đó có thể áp dụng các biện pháp công nghệ như sau:
- Bổ sung các đường may mũi xích vắt sổ bọc mép các chi tiết phía ngoài các đường may liên kết một hoặc hai kim;
- Tăng lượng dư cho các đường may;
- Chuyển các kết cấu can chắp và can kê thành các kết cấu đường may viền bọc hoặc gấp mép chi tiết (hình 7);
- Tại vị trí liên kết của hai chi tiết, sử dụng thêm đường may mí, diễu vừa có ý nghĩa trang trí đồng thời có tác dụng chống dạt sợi cho vải (hình 8);
- Sử dụng băng dán nhiệt dán dọc theo đường may để hạn chế độ dạt sợi của vải;
- Lựa chọn loại chỉ mảnh, bền và có độ đàn hồi tốt., kim may phù hợp với chỉ và vải sử dụng v.v...
KẾT LUẬN
Các thông số công nghệ may có ảnh hưởng rõ rệt đến độ dạt đường may của vải lụa tơ tằm gồm: Mật độ mũi may (X1), Lực nén chân vịt (X2), Sức căng chỉ kim (X3). Ảnh hưởng riêng biệt của từng yếu tố công nghệ may (lực nén chân vịt và sức căng chỉ kim) đến độ dạt đường may của vải lụa 100% tơ tằm sản xuất tại làng nghề Vạn Phúc Hà Nội tuân theo qui luật hàm bậc hai lõm. Ảnh hưởng đồng thời của các thông số công nghệ may tới độ dạt đường may của vải lụa 100% tơ tằm tuân theo qui luật hàm phi tuyến ba biến bậc ba.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm thu được là cơ sở cho các nghiên cứu xác định trực tiếp độ dạt đường may của vải, giới hạn lực tác dụng cũng như số chu kỳ chịu lực tác dụng gây dạt đường may, ảnh hưởng của lực tác dụng trong các trường hợp tải trọng động hoặc tải trọng chu kỳ tới độ dạt đường may của vải lụa 100% tơ tằm sản xuất tại làng nghề Vạn Phúc Hà Nội nói riêng và vải lụa tơ tằm nói chung.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Các tiêu chuẩn xác định độ dạt của vải: ASTM D1336; ASTM D4034 – 92; ASTM 1683; BS – 3320 – 1988; ISO 13936 – 1, 2, 3; GOCT 22730; GOCT 3814.
2. Nguyễn Sỹ Phương, Nghiên cứu tính chất đặc trưng của vải lụa tơ tằm Việt Nam và ảnh hưởng của các thông số công nghệ dệt tới độ dạt của vải, LATS, ĐHBK, 2004.
3. Đặng Thị Kim Hoa, Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ dạt sợi tại vị trí đường may, LVTN, ĐHBK HN, 2006
3. Trần Thị Phương Thảo, Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ mũi may đến độ dạt tại vị trí đường may của vải lụa tơ tằm, ĐATN, ĐHBK HN, 2004.
4. Nguyễn Thị Thành, Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ may tới độ dạt sợi tại vị trí đường may trên vải lụa tơ tằm, LVTN, ĐHBK HN, 2010.
5. K.P.S.Cheng & K.P.W.Poon; Seam properties of woven fabrics; Technical features, Textile Asia, pp 30-34, 2002.
6. Kozo Shimazaki và David W. Lloyd; Opening behavior of lockstitch seams in woven fabrics under cyclic loading conditions; Textile Research Journal, pp 654-662,1990.
7. Kenan Yildirim; Predicting seam opening behavior of woven seat fabrics; Textile Research Journal, Vol. 80/5, pp. 472-480, 2010.
8. Ayca Gürarda, Binaz Meric; Slippage and grinning behaviour of lockstitch seams in elastic fabrics under cyclic loading conditions, Tekstil ve Konfeksiyon, pp 65-69, 2010.