Bài giảng Vật liệu dệt - Phần 7: Kiểm tra chất lượng sợi - Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh

và thẩm mỹ phải dung hòa.  Tính chất sợi ảnh hưởng một phần từ xơ, cách sắp xếp của xơ (cấu trúc sợi). Cấu trúc sợi có thể không khác nhiều nhưng tính chất khác nhau rất rõ. 2 II. Các loại sợi “A textile yarn is an assembly of substantial length and relatively small cross-section of fibers and/or filaments with or without twist.” Tubbs, M.C. (ed.) Textile Terms and Definition, 9th edn, The Textile Insitute, London, 1991.  Theo định nghĩa thì sợi rất đa dạng. Một cách phân loại được dùng rộng rãi là sợi xơ ngắn (Spun-staple yarn) và sợi filament liên tục (Continuous filament yarn).  Sợi là sợi đơn (single yarn) hoặc sợi phức (compound yarn). 3 II. Các loại sợi  Sợi xơ ngắn (Spun staple yarn): gồm các xơ ngắn/cắt ngắn được tập hợp và liên kết với nhau bằng nhiều cách (thường là tạo xoắn – twist) để tạo ra các tính chất cần thiết: độ bền (strength), cảm giác tay (handle) và ngoại quan (appearance).  Sợi filament liên tục (Continuous filament yarn): gồm tập hợp các filament song song sát nhau, gần như thẳng, chạy suốt chiều dài sợi. Sợi filament không nhất thiết phải liên kết với nhau. Sợi filament đơn gọi là “monofilament” và đa filament gọi là “multifilament”. 4 2.1. Sợi filament  Không đa dạng bằng sợi xơ ngắn.  Sợi filament trơn (flat continuous filament) là tên gọi cho sợi filament tiêu chuẩn để phân biệt với sợi filament biến đổi cấu trúc (textured continuous filament).  Sợi filament có thể được tạo ra bằng phương pháp ép đùn (extrusion) của hai thành phần (bicomponent filament) hoặc dạng polymer tấm (polymer sheet) rồi được cắt thành từng dải sợi (tape yarn) 5 2.1.1. Sợi filament trơn (Flat continuous filament)  Sợi filament nhân tạo, được tạo ra theo dạng filament đơn (monofilament) hoặc đa filament (multifilament).  Ngoài ra, các filament này có thể ở dạng mờ (matt) hoặc bóng (bright/lustrous).  Được gọi là filament tiêu chuẩn hoặc trơn (flat) để phân biệt với filament được biến đổi cấu trúc (textured). 6 2.1.2. Sợi filament biến đổi cấu trúc (Textured continuous filament)  Sợi filament nhân tạo được biến tính bằng các quy trình theo sau khi đùn ép để tạo ra các nếp nhăn (crimp), vòng sợi (loop), hoặc phá hủy sợi (distortion).  Có nhiều phương pháp được dùng để làm thay đổi cấu trúc sợi. 7 2.1.3. Sợi filament hai thành phần (Bi-component yarn)  Sợi filament được tạo thành từ hai thành phần nguyên liệu thô ban đầu.  Các thành phần có thể được thiết kế có độ co khác nhau để trong các quy trình xử lý tiếp theo có thể tạo ra các gút xoắn (kinking) hoặc vòng xoắn (spiralling). Đây là sự bắt chước của xơ len. 8 2.1.3. Sợi filament hai thành phần (Bi-component yarn) 9 2.1.4. Sợi filament dạng băng sợi (Tape /split film yarn)  Các tấm polymer mỏng được cắt thành các băng dải sợi hẹp (narrow strip) hoặc dạng ruy băng (ribbon).  Các dải sợi có thể được cắt mảnh hơn để tạo sợi (fibrillated) – được cắt dọc theo chiều dài dải sợi để tạo ra một mạng lưới các xơ liên kết với nhau. 10 2.2. Sợi xơ ngắn (Staple fiber yarn)  Có rất nhiều loại sợi xơ ngắn do đó cũng có nhiều phương pháp phân loại cho dạng sợi này (theo chiều dài, theo cấu trúc, phương pháp kéo sợi).  Trong các cách trên thì việc phân loại theo phương pháp kéo sợi là chi tiết nhất. 11 2.2.1. Sợi nồi khuyên (Ring spun yarn)  Sợi được tạo ra trên hệ thống nồi/khuyên (ring/traveller).  Là hệ thống kéo sợi xơ ngắn phổ biến nhất.  Đa dạng về nguyên liệu và sản phẩm (độ dài xơ, độ mảnh xơ, loại xơ).  Các xơ liên kết bằng các vòng xoắn. 12 2.2.2. Sợi rotor (Rotor spun yarn)  Tương tự sợi nồi khuyên, các xơ liên kết bằng các vòng xoắn.  Sợi được sản xuất từ xơ ngắn.  Có rất nhiều sự khác biệt về chất lượng giữa sợi rotor và sợi nồi khuyên. Nhưng nhìn chung, sợi nồi khuyên bền hơn còn sợi rotor thì đồng đều hơn. 13 2.2.3. Sợi không xoắn (Twistless yarn)  Đượctạo ra từ các xơ ngắn.  Các xơ được liên kết bằng chất kết dính (adhesive). 14 2.2.4. Sợi bọc bằng xơ ngắn (Fasciated yarn)  Gồm các bó xơ song song được liên kết bằng cách bọc trên bề mặt sợi. Thành phần liên kết là các xơ ngắn.  Các đoạn bọc sợi không theo quy luật.  Một ví dụ của loại sợi này là sợi tạo bằng phương pháp khí nén (air-jet spun yarn). 15 2.2.5. Sợi bọc (Wrap spun yarn)  Có cấu trúc tương tự sợi bọc xơ ngắn.  Thành phần liên kết lại là sợi khác (thường là một filament).  Có thể được sản xuất bằng xơ ngắn hoặc xơ dài. 16 2.2.6. Sợi lõi (Core spun yarn)  Đặc trưng bởi một lõi được bọc xung quanh bằng xơ ngắn.  Được tạo ra bằng hệ thống vừa cấp lõi vừa cấp xơ ngắn đồng thời.  Có rất nhiều loại được sản xuất: sợi bông có lõi filament, sợi có lõi đàn hồi. 17 2.2.7. Sợi tự xoắn (Self twist yarn)  Là sợi chập đôi.  Trong quá trình tạo sợi, mỗi thành phần được xoắn theo hướng khác nhau.  Hai sợi thành phần được đặt chung sao cho tự xoắn vào nhau.  Thường được sản xuất từ xơ dài. 18 2.2.8. Sợi ma sát (Friction yarn)  Được tạo ra trên các hệ thống có hai suốt sẽ bắt lấy và xoắn các xơ với nhau để tạo ra sợi. 19 2.3. Sợi phức (Compound yarn)  Thực sự là các sợi đơn giản, là sự kết hợp của các sợi đơn.  Còn được gọi là sợi phức hoặc sợi chập (complex/multiple yarn). 2.3.1. Sợi chập (Folded/doubled yarn)  La sợi mà có từ hai sợi đơn trở lên được chập lại với nhau bằng một quy trình xử lý.  Có thể chập đôi, chập ba, chập bốn 20 2.3.2. Sợi cáp (Cabled yarn)  Là sợi mà có từ hai sợi chập trở lên được quấn lại với nhau.  Cả sợi chập và sợi cáp đều có thể được sản xuất từ xơ ngắn, xơ dài hoặc kết hợp cả hai. 21 2.4. Sợi mới (Novelty yarn)  Có rất nhiều loại sợi được sản xuất với sản lượng thấp.  Các loại sợi này có vẻ bề ngoài (appearance) khác với sợi xơ ngắn và sợi filament. 2.4.1. Sợi kim loại  Sợi là các tấm nhôm được phủ plastic (laminated) đem đi cắt thành các dải sợi. 22 2.4.2. Sợi fancy  Có cấu trúc rất khác thường so với sợi đơn, sợi phức.  Có rất nhiều cấu trúc lạ như vòng xoắn kiến (snarl), đốt trúc (slub), phồng (knop), vòng tròn (loop). 23 2.4.2. Sợi fancy 24 III. Các tham số đặc trưng của sợi  Có rất nhiều cách để biểu diễn tính chất của một sợi.  Hai tham số phổ biến là độ mảnh/chi số (fineness/count/lineary density) và số vòng xoắn (twist). 3.1. Độ mảnh  Mỗi loại sợi có yêu cầu khác nhau độ mảnh khác nhau.  Việc đo đường kính sợi khó khăn (không tròn, biến dạng khi đo).  Nếu kỹ thuật phù hợp thì vẫn đòi hỏi nhiều thời gian và số lần đo.  Một cách được ưa chuộng là đo chi số (count) của sợi và các vật liệu của các giai đoạn trung gian. 25 3.1. Độ mảnh  Một độ dài nhất định sẽ được đo đạc rồi đem đi cân.  Công nghiệp dệt phát triển nhiều hệ thống kéo sợi khác nhau theo khu vực  phương pháp mô tả chi số/mật độ tuyến tính tùy theo điều kiện nơi đó.  Mật độ tuyến tính là đại lượng trực tiếp (khối lượng trên đơn vị chiều dài), chi số là đại lượng gián tiếp (chiều dài trên đơn vị khối lượng).  Mỗi hệ thống mô tả độ mảnh sẽ thuộc một trong hai đại lượng này.  Một vấn đề đáng quan tâm là cần chọn một hệ thống chuẩn chung. 26 3.1. Độ mảnh  Tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hóa (International Organization for Standardizations) năm 1956 đã chọn đại lượng trực tiếp (mật độ tuyến tính) làm hệ thống toàn cầu.  Tuy nhiên, vẫn còn nhiều nước chưa áp dụng hệ thống này một cách rộng rãi. 3.1.1. Hệ thống trực tiếp (Direct system) Hệ thống tex  Đại lượng tex được định nghĩa là khối lượng (g) của một ngàn (1000) mét nguyên liệu. 27 3.1.1. Hệ thống trực tiếp (Direct system) Hệ thống tex tex = 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 (𝑔) 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 (𝑚) 𝑥 1000 Hệ thống denier  Đại lượng denier được định nghĩa là khối lượng (g) của chín ngàn (9000) mét nguyên liệu. denier = 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 (𝑔) 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 (𝑚) 𝑥 9000 28 3.1.2. Hệ thống gián tiếp (Indirect system) Hệ thống chi số bông  Do các nhà kéo sợi bông nghĩ ra.  Được định nghĩa là số lượng con sợi (hank = 840 yard) cần thiết để cân nặng một (1) pound (453,592g).  Đối với sợi đại lượng chiều dài là 120 yard (1 lea) theo khối lượng là grain (1 grain = 0,0648g; 7000 grain = 1 pound), đối với sợi thô đại lượng chiều dài là xấp xỉ 20 yard, đối với cúi là 10 yard. Chi số bông = 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 (𝑦𝑎𝑟𝑑) 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 (𝑔𝑟𝑎𝑖𝑛) 𝑥 7000 840 29 3.1.2. Hệ thống gián tiếp (Indirect system) Hệ thống chi số len chải kỹ  Là một hệ thống chi số gián tiếp khác, tương tự như hệ thống chi số bông.  Tuy nhiên giá trị của một con sợi của hệ thống này là 560 yard. Hệ thống chi số len chải thô (Yorkshire)  Một hệ thống chi số gián tiếp khác với một con sợi là 256 yard.  Trong công nghiệp len chải thô có rất nhiều hệ thống chi số: Irish, Galashield, Dewsbury, West of England. 30 3.1.2. Hệ thống gián tiếp (Indirect system) Hệ thống chi số mét  Đây là hệ thống chi số khác biệt hoàn toàn.  Đơn vị sử dụng cho chiều dài là mét, thường dùng trong công tác xuất khẩu.  Chi số hệ mét được định nghĩa là chiều dài (km) của một kilogram (kg) nguyên liệu. 31 3.1.1. Hệ thống gián tiếp (Indirect system) Bảng chuyển đổi Chi số bông (Nec) = 590.5 ÷ tex Chi số mét (Nm) = 1000 ÷ tex Chi số len chải kỹ (New) = 885.8 ÷ tex Chi số len chải thô (Ney) = 1938 ÷ tex denier = 9*tex 32 3.2. Hệ số xoắn của sợi (Yarn twist)  Đối với sợi filament, số vòng xoắn chỉ vừa đủ để các filament liên kết với nhau, phục vụ cho các quy trình xử lý tiếp theo.  Đối với sợi xơ ngắn thì các vòng xoắn sẽ kết nối các xơ riêng lẻ lại với nhau để tạo ra sợi. 3.2.1. Hướng xoắn (Twist direction)  Vòng xoắn được cấp cho sợi hoặc cùng chiều kim đồng hồ (clockwise) hoặc ngược chiều kim đồng hồ (anticlockwise).  Thường được biểu diễn là hướng xoắn S hoặc hướng xoắn Z. 33 3.2.1. Hướng xoắn (Twist direction) 34 3.2.1. Hướng xoắn (Twist direction)  Hướng xoắn rất quan trọng đối với việc chập sợi.  Mức độ xoắn (twist level) được diễn tả bằng số vòng xoắn (twist/turn) trên một đơn vị dài (m, cm).  Một vấn đề quan tâm đó là số vòng xoắn không thể hiện được góc xoắn. 35 3.2.2. Hệ số xoắn (Twist factor)  Góc xoắn là một hệ số cho biết tính chất của sợi.  Mức độ xoắn thấp thì góc xoắn thấp, sợi mềm mại, xốp. Ngược lại sợi sẽ bền hơn, cứng hơn và chặt hơn.  Trường hợp bị xoắn quá mức (over-twisted) thì sợi sẽ rất cứng, dễ đứt và bị xoắn kiến (snarl) khi không có lực căng.  Do đó góc xoắn (twist angle) là một hệ số cần phải được chú trọng mặc dù đa số các thiết bị đo độ xoắn chỉ thường dùng đại lượng “số vòng xoắn trên đơn vị chiều dài”. 36 3.2.2. Hệ số xoắn (Twist factor)  tan θ = πd/L  L = 1/số vòng xoắn trên đơn vị dài.  d = 𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 𝑠ố (𝑡𝑒𝑥)  tan θ = số vòng xoắn * 𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 𝑠ố (𝑡𝑒𝑥)  Hệ số xoắn thường được biểu diễn như sau: 𝑠ố 𝑣ò𝑛𝑔 𝑥𝑜ắ𝑛 = K/ 𝑡𝑒𝑥  Đối với hệ tex: K = số vòng xoắn/m * 𝑡𝑒𝑥.  Đối với hệ chi số bông: K = số vòng xoắn/inch ÷ 𝑐ℎ𝑖 𝑠ố 𝑏ô𝑛𝑔. 37 3.2.2. Hệ số xoắn (Twist factor)  Hệ số xoắn phụ thuộc vào loại xơ (hình dạng mặt cắt ngang, hệ số ma sát), chiều dài xơ (xơ dài thì hệ số xoắn thấp hơn) và mục đích sử dụng. 38 Mục đích sử dụng của sợi xơ ngắn Hệ số xoắn theo hệ tex Sợi ngang chập Sợi ngang nồi khuyên Sợi dọc nồi khuyên Sợi voile Sợi crepe Sợi rotor 2900 – 3200 3200 – 3500 3800 – 4300 4900 – 5300 5700 – 7700 3700 - 4700 3.2.3. Đường cong độ xoắn/độ bền 39 3.2.3. Đường cong độ xoắn/độ bền  Mục đích của xoắn cho sợi xơ ngắn là liên kết các xơ, tạo độ bền cho sợi.  Khi độ xoắn thấp, có lực tác dụng, sợi đứt do trượt xơ (không phải do đứt xơ).  Khi độ xoắn tăng, độ liên kết giữa các xơ tăng, sợi bền hơn, chặt hơn.  Có một mức độ xoắn tối ưu (optimum) mà nếu vượt qua thì độ bền sợi sẽ giảm. 40 Loại sợi Tính chất tổng quát của sợi Sợi xơ ngắn Bông chải thô Bông chải kỹ Len chải thô Len chải kỹ Lanh Sợi filament liên tục Thiên nhiên Phi tổng hợp Tổng hợp Sợi xốp cao (High bulk yarn) Xơ ngắn Filament liên tục Sợi co giãn Filament liên tục Sợi đặc biệt Vỏ xe Cao su Sợi lõi Cáp Phim Sợi mới Cảm giác tay rất mềm mại, khả năng che phủ tốt, tạo cảm giác thoải mái cao, độ đều và độ bền tương đối. Độ đều và độ bền rất cao, có thể rất mảnh, cảm giác tay vừa phải, khả năng che phủ kém. Nhẹ nhưng khả năng che phủ tốt. Độ đầy đặn cao. Độ co giãn cao, cảm giác tay tốt và khả năng che phủ tốt Mang tính chức năng, được thiết kế để đáp ứng những điều kiện cần thiết. 41 7.2 : Thí nghiệm sợi I. Giới thiệu  Quy trình sản xuất cần phải được đảm bảo chất lượng ở mọi khâu.  Thí nghiệm là một công cụ để đảm bảo chất lượng.  Cần ghi nhớ hai điều: dù vật liệu được thí nghiệm tốt đến mấy thì chất lượng của vật liệu vẫn không cải thiện (thiết bị thí nghiệm không thể quyết định yếu tố này.); cần phải có người đưa ra quyết định khi cần thiết.  Có nhiều nguyên nhân đòi hỏi phải thực hiện thí nghiệm: xác định tính chất nguyên liệu, nghiên cứu và phát triển quy trình, đáp ứng nhu cầu khách hàng. 42 II. Tại sao phải thí nghiệm sợi? 2.1. Lựa chọn nguyên liệu  Xơ để kéo sợi, vấn đề là sự khác biệt giữa các xơ.  Phòng bệnh hơn chữa bệnh. 2.2. Kiểm soát quy trình  Nếu không kiểm soát  tốn tiền, thời gian sản xuất ra sản phẩm kém chất lượng.  Phát hiện vấn đề càng sớm, quy trình càng mau ổn định.  Cần đưa ra tiêu chuẩn. 43 2.3. Nghiên cứu và phát triển  Khi thực hiện thí nghiệm, cần phải đánh giá mọi sự thay đổi đến sản phẩm hoặc quy trình xử lý.  Thí nghiệm trên vật liệu cho kết quả đáng tin cậy nhất. 2.4. Kiểm tra sản phẩm  Nếu quy trình được kiểm soát hoàn hảo, không cần công đoạn này.  Đây được coi là giải pháp cuối cùng nhưng hậu quả sẽ rất nặng nề. 44 2.5. Các yêu cầu của khách hàng  Khách hàng đưa ra yêu cầu qua các tiêu chuẩn kỹ thuật.  Khách hàng có quyền trả sản phẩm nếu không đạt yêu cầu.  Các tiêu chuẩn cần chú ý: mật độ tuyến tính, hướng xoắn, mức độ xoắn, độ bền, độ đều (sợi xơ ngắn) và độ bền quăn (crimp rigidity) (filament liên tục). 45 III. Thành phần tạp trong nguyên liệu 3.1. Tạp trong bông  Lượng tạp trong bông được xác định bằng máy phân tích tạp (trash analyzer).  Bông có diện tích bề mặt cao hơn các hạt bụi dùng dòng khí.  Bông được tách ra (lint) vẫn có thể còn tạp đưa lại vào máy.  Máy cũ chỉ tách tạp và bông, máy hiện đại phân tạp theo kích thước hạt.  Nếu tính được lượng tạp trước và sau khi làm sạch  hiệu suất làm sạch (cleaning efficiency). 46 3.1. Tạp trong bông 47 3.2. Mỡ và dầu trong len  Người sử dụng len quan tâm lượng len sạch sau khi loại tạp (yield of raw wool).  Tạp được loại bằng giặt huyền phù (emulsion scouring).  Len hút ẩm còn tạp thì không, mức độ hút ẩm tùy thuộc điều kiện môi trường.  Cần loại ẩm để đo chính xác. Do đó, cần phải sấy khô để đo đạc, sau đó sẽ đưa độ ẩm chuẩn vào. 48 3.2. Mỡ và dầu trong len  Quy trình như sau:  Chuẩn bị mẫu xơ len.  Sấy khô thật kỹ ở 1050C trong lò (oven).  Cân chính xác mẫu khô trong bình.  Mẫu được giặt sạch trong một cốc (beaker) bằng dung dịch xà phòng loãng và kiềm loãng là chất tẩy (detergent).  Mẫu đã giặt được xả bằng nước ấm để loại bỏ tạp và chất tẩy.  Sấy lại mẫu thật kỹ ở 1050C trong lò.  Cân lại mẫu sạch/khô thật chính xác. 49 3.2. Mỡ và dầu trong len  Lượng len sạch được tính toán dựa trên khối lượng khô Len sạch (yield) % = 𝑚 (1+ 𝑅 100 ) 𝑀+ 𝑅 𝑚 100 * 100  Trong đó: M = khối lượng khô của mẫu len ban đầu m = khối lượng khô của mẫu đã giặt R = độ hồi ẩm chuẩn 50 IV. Mật độ tuyến tính (Linear density)  Một con sợi (hank) được quấn lên cửi (wrap reel) rồi cân.  Chiều dài thường dùng 100m (hệ tex, 100 vòng * 1m) hoặc 120 yards (80 vòng * 1.5 yards).  Chiều dài sợi phụ thuộc lực căng quấn ống.  Kích thước con sợi được đo bằng một thiết bị đo con sợi (skein gauge) để điều chỉnh kết quả. 51 V. Độ săn/xoắn (Twist)  Số vòng xoắn cần có trên sợi thô, sợi con để giữ các xơ với nhau.  Độ săn tạo cho sợi tính chất cần thiết (độ bền, độ xốp, độ mềm mại,). 5.1. Hướng xoắn (Twist direction)  Hướng S thì sợi sẽ quay ngược chiều đồng hồ, hướng Z sợi quay cùng chiều đồng hồ.  Hướng xoắn không ảnh hưởng lên tính chất sợi đơn. 52 5.2. Đo độ săn/xoắn  Độ săn phân bố không đồng đều trên suốt thân sợi.  Tối thiểu một (1) mét sợi phải bỏ đi giữa hai lần đo liên tiếp.  Có hai cách tở sợi: hai đầu búp sợi (over-end delivery) hoặc thân búp sợi (side unrolling delivery).  Có hai phương pháp chính để đo độ săn: phương pháp duỗi thẳng xơ (straightened fiber) và phương pháp xoắn ngược (twist contraction). 53 5.2.1. Phương pháp duỗi thẳng xơ (Straightened fiber method)  Sợi được kẹp hai đầu với lực căng chuẩn.  Khoảng cách giữa hai kẹp thường ngắn hơn chiều dài sợi (1cm/1 inch).  Một đầu kẹp xoay đến khi kim tách có thể di chuyển từ kẹp này sang kẹp kia (các xơ song song nhau).  Độ xoắn tính theo công thức Độ xoắn = 𝑆ố 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦 𝑐ủ𝑎 𝑘ẹ𝑝 𝐶ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑚ẫ𝑢 54 5.2.1. Phương pháp duỗi thẳng xơ (Straightened fiber method) 55 5.2.2. Phương pháp xoắn ngược (Twist contraction method)  Khi sợi được xoắn thì chiều dài sợi giảm (xơ xoắn lại).  Khi tở xoắn, sợi trở lại chiều dài cũ.  Chiều dài sử dụng thường là 25cm, một đầu cố định, một đầu gắn vào một cây kim.  Đầu cố định xoay để tở xoắn, đầu gắn kim di chuyển trên thước chia độ.  Tiếp tục tở xoắn đến khi kim trở về vị trí ban đầu. Độ xoắn = 𝑆ố 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦 𝑐ủ𝑎 𝑘ẹ𝑝 2 ∗𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑚ẫ𝑢 56 5.2.2. Phương pháp xoắn ngược (Twist contraction method) 57 VI. Độ bền của sợi (Yarn tenacity)  Độ bền của sợi là tính chất quan trọng. Việc đo độ bền gọi là thí nghiệm bền kéo (tensile testing).  Đo độ bền kéo của sợi là tác dụng tải dọc trục sợi (axis), tải được đo bằng g, kg, N.  Độ giãn của sợi cũng được đo đạc, độ giãn khi sợi đứt gọi là độ giãn đứt (breaking extension) được đo bằng cm, mm hoặc phần trăm. 58 6.1. Đường cong tải/độ giãn (Load/elongation curve)  Tải và độ giãn có thể được biểu diễn bằng đồ thị.  Đồ thị này gọi là đường cong tải/độ giãn, biểu diễn sự thay đổi của mẫu từ khi tải và độ giãn là không (zero) cho đến lúc mẫu bị phá hủy. 6.2. Độ bền  Để đo độ bền của sợi, cần phải xét đến ảnh hưởng của độ mảnh.  Do đó, đại lượng được sử dụng ở đây là ứng suất và biến dạng (stress and strain) thay cho tải và độ giãn (load and elongation). 59 6.2.1. Ứng suất (Stress)  Ứng suất thay cho tải vì ứng suất liên quan đến độ mảnh của mẫu.  Vì diện tích cắt ngang (cross-sectional area) của sợi khó đo đạc nên phải dùng ứng suất riêng (specific stress) Ứng suất riêng = 𝑇ả𝑖 𝑀ậ𝑡 độ 𝑡𝑢𝑦ế𝑛 𝑡í𝑛ℎ  Đơn vị của ứng suất thường là g/tex hoặc g/dtex, nếu theo hệ SI thì ứng suất là N/tex. 60 6.2.2. Biến dạng (Strain)  Biến dạng được dùng vì xem sự gia tăng chiều dài là một tỷ lệ của chiều dài ban đầu.  Biến dạng không có thứ nguyên, và thường được dùng ở dạng phần trăm (percentage %). Biến dạng = Độ 𝑔𝑖ã𝑛 (𝑚𝑚) 𝐶ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 (𝑚𝑚) Phần trăm độ giãn = biến dạng * 100 61 6.3.Đo độ bền của sợi  Một con sợi (120 yard) được đặt lên các móc của thiết bị đo.  Móc dưới sẽ di chuyển xuống dần với tốc độ không đổi.  Đến khi nào tất cả các sợi trong con sợi hoàn toàn bị phá hủy thì dừng. 62 6.3.Đo độ bền của sợi  Để chính xác hơn thì đo sợi đơn.  Một tải được tác dụng lên sợi. Giá trị độ giãn của sợi khi đứt và lực làm đứt đều được ghi chú.  Các thiết bị hiện đại sẽ vẽ đồ thị. 63 VII. Độ đều của sợi (Yarn eveness)  Quá trình phát triển (xơ thiên nhiên), thông số gia công xử lý (xơ nhân tạo) gây ra các khác biệt khó kiểm soát.  Các xơ không luôn song song, giữa các đầu xơ có khoảng trống, chồng chập nhau  nếp gấp, nút thắt  không đều (uneveness/irregularity) về độ mảnh. 7.1. Ảnh hưởng của độ không đều trên sợi  Độ bền sợi ảnh hưởng bởi độ mảnh không đều  các quy trình sau (dệt thoi, dệt kim).  Sợi kém bền năng suất thấp. 64 7.1. Ảnh hưởng của độ không đều trên sợi  Ngoài sợi, độ không đều còn ảnh hưởng vải (ngoại quan/visual appearance, khả năng hấp thụ thuốc nhuộm/dyeability, trọng lượng vải/weight uniformity).  Vải dệt thoi xuất hiện sọc ngang.  Vải dệt kim đan ngang phẳng đòi hỏi độ đều cao.  Vòng xoắn tăng nơi sợi mảnh khả năng nhuộm khó hơn.  Độ đều về trọng lượng vải ảnh hưởng bởi độ đều trên sợi (ngành giấy, lọc). 65 7.2. Nguyên nhân của độ không đều trên sợi  Hai yếu tố chính: sai biệt về đường kính xơ và sai biệt về cách sắp xếp xơ.  Xơ nhân tạo sai biệt ít (điều kiện sản xuất) nhưng xơ thiên nhiên sai biệt rất cao (thời tiết, độ chín, các xử lý, sự đa dạng về loài/giống.  Đối với nguyên nhân thứ hai chủ yếu do thiết bị (machinery) và người vận hành. 66 7.4. Độ bền nhăn/quăn (Crimp rigidity)  Là tính chất quan trọng bậc nhất của sợi giún/biến đổi cấu trúc (textured yarn).  Sợi được chọn ra sao cho có có thể chịu một lực tải là 0.09g/dtex (0.1g/denier).  Con sợi một đầu cố định, một đầu treo hai tạ (1 nhẹ, 1 nặng).  Đưa con sợi vào xy lanh chứa đầy nước (200C) trong 2 phút.  Bỏ tạ nặng khỏi con sợi, sau 2 phút đọc giá trị trên thước đo. 67 7.4. Độ bền nhăn/quăn (Crimp rigidity)  Độ bền nhăn/quăn là sự giảm chiều dài sợi sau khi loại bỏ tải tác dụng, tính bằng phần trăm chiều dài sợi ban đầu. 68