Nghiên cứu ảnh hưởng của pha cấu tạo đến mật độ tối đa của vải dệt thoi một lớp

Luận văn cao học

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô của Viện Dệt May
- Da giày và Thời trang – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đã truyền đạt cho tôi
những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian 2 năm học vừa qua tại trường. Đặc biệt,
tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. Phan Thanh Tuấn, người
đã rất tâm huyết, dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn tôi trong việc nghiên cứu
khoa học, đồng thời khuyến khích và động viên tinh thần tôi hoàn thành luận văn
này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Cao đẳng Công
Thương đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình làm luận văn.
Xin cảm ơn bạn bè, người thân và đồng nghiệp trong suốt thời gian qua cũng
đã góp ý, động viên để tôi hoàn thành luận văn này.
Phần luận văn không tránh khỏi sai sót, kính mong quý Thầy, Cô đóng góp ý
kiến để luận văn hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Nga

Học viên: Nguyễn Thị Nga

1

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Nguyễn Thị Nga, học viên cao học Công nghệ Vật liệu Dệt May,
khóa 2014 – 2016, xin cam đoan, luận văn với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
pha cấu tạo đến mật độ tối đa của vải dệt thoi một lớp”, là công trình nghiên cứu
của riêng cá nhân tôi, được thực hiện dựa trên cơ sở lý thuyết dưới sự hướng dẫn
của thầy TS. Phan Thanh Tuấn.
Những số liệu được sử dụng trong luận văn này được chỉ rõ nguồn trích dẫn
trong danh mục tài liệu tham khảo. Kết quả nghiên cứu này là do chính tôi nghiên
cứu, chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào từ trước đến nay.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Ngƣời cam đoan

Nguyễn Thị Nga

Học viên: Nguyễn Thị Nga

2

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn ................................................................................................................... 1
Lời cam đoan ............................................................................................................... 2
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ....................................................................... 6
Danh mục các bảng ..................................................................................................... 7
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ...................................................................................... 8
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 9
Chƣơng 1. TỔNG QUAN........................................................................................ 12
1.1. Tổng quan về pha cấu tạo của vải .................................................................. 12
1.1.1. Khái niệm pha cấu tạo. ............................................................................. 12
1.1.2. Sự ảnh hưởng của pha cấu tạo đến cấu trúc vải........................................ 19
1.2. Tổng quan về mật độ tối đa của vải. .............................................................. 21
1.2.1. Mật độ sợi trong vải .................................................................................. 21
1.2.2. Mật độ tới hạn và mật độ tối đa ................................................................ 22
1.3. Kết luận chương 1 .......................................................................................... 36
Chƣơng 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 37
2.1. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 37
2.2. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 37
2.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 37
2.4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 38
2.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 38
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ...................................... 39

3.1. Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của pha cấu tạo đến mật độ tối đa của sợi
trên vải ............................................................................................................ 39
3.1.1. Xác định mật độ tối đa của vải vân điểm.................................................. 39
3.1.1.1. Xác định mật độ sợi dọc tối đa của vải vân điểm ............................... 39
Học viên: Nguyễn Thị Nga

3

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
3.1.1.2. Xác định mật độ sợi ngang tối đa của vải vân điểm ........................... 45
3.1.2. Xác định mật độ tối đa của vải có kiểu dệt bất kỳ. ................................... 49
3.1.2.1. Xác định mật độ sợi dọc tối đa của vải có kiểu dệt bất kỳ. ................. 49
3.1.2.2. Xác định mật độ sợi ngang tối đa của vải có kiểu dệt bất kỳ. ............. 54
3.1.3. Khảo sát sự biến thiên của mật độ sợi tối đa ............................................ 58
3.1.3.1. Khảo sát sự biến thiên của mật độ sợi dọc tối đa ................................ 58
3.1.3.1.1. Ảnh hưởng của thứ tự pha đến mật độ sợi dọc tối đa. ................... 58
3.1.3.1.2. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi đến mật độ sợi dọc tối đa ................ 60
3.1.3.1.2.1. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi đến mật độ sợi dọc tối đa trong
trường hợp sợi dọc và sợi ngang có độ mảnh giống nhau ....... 60
3.1.3.1.2.2. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi dọc đến mật độ sợi dọc tối đa .... 62
3.1.3.1.2.3. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi ngang đến mật độ sợi dọc tối đa 64
3.1.3.2. Khảo sát sự biến thiên của mật độ sợi ngang tối đa. ........................... 66
3.1.3.2.1. Ảnh hưởng của thứ tự pha đến mật độ sợi ngang tối đa. ............... 66
3.1.3.2.2. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi đến mật độ sợi ngang tối đa ............ 68
3.1.3.2.2.1. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi đến mật độ sợi ngang tối đa trong
trường hợp sợi dọc và sợi ngang có độ mảnh giống nhau ....... 68
3.1.3.2.2.2. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi ngang đến mật độ sợi ngang tối

đa .............................................................................................. 70
3.1.3.2.2.3. Ảnh hưởng của độ mảnh sợi dọc đến mật độ sợi ngang tối đa 72
3.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu ........................................................................ 75
3.2.1. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ sợi dọc tối đa bằng mật độ sợi ngang
tối đa. ........................................................................................................ 76
3.2.1.1. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ tối đa của sợi dọc và sợi ngang
giống nhau bằng phương pháp đồ thị .................................................. 76
3.2.1.2. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ tối đa của sợi dọc và sợi ngang
giống nhau bằng phương pháp giải tích. ............................................. 78

Học viên: Nguyễn Thị Nga

4

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
3.2.2. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ sợi dọc tối đa và mật độ sợi ngang
tối đa đạt tỷ lệ xác định. ............................................................................ 79
3.2.2.1. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ tối đa của sợi dọc và sợi ngang
khác nhau bằng phương pháp đồ thị. .................................................. 79
3.2.2.2. Xác định pha cấu tạo vải khi mật độ tối đa của sợi dọc và sợi ngang
khác nhau bằng phương pháp giải tích. ............................................... 81
3.3. Kết luận chương 3 .......................................................................................... 86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 91

Học viên: Nguyễn Thị Nga

5

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Đơn vị

Chú giải

dd

Đường kính sợi dọc

[mm]

dn

Đường kính sợi ngang

[mm]

hd

Chiều cao sóng uốn sợi dọc

[mm]

hn

Chiều cao sóng uốn sợi ngang

[mm]

r

Bán kính sợi

[r]

k

Tỉ số giữa chiều cao sóng uốn sợi dọc và chiều cao
sóng uốn sợi ngang

i

Thứ tự pha cấu tạo vải

ld,

Mật độ hình học sợi dọc

[mm]

ln

Mật độ hình học sợi ngang

[mm]

lth

Mật độ hình học tới hạn

[mm]

Pd

Mật độ công nghệ sợi dọc

[sợi/10cm]

Pn

Mật độ công nghệ sợi ngang

[sợi/10cm]

Pd.max

Mật độ công nghệ tối đa sợi dọc

[sợi/10cm]

Pn.max

Mật độ công nghệ tối đa sợi ngang

[sợi/10cm]

F

Điểm đan trung bình trong 1 rappo kiểu dệt

Td

Độ mảnh sợi dọc

[tex]

Tn

Độ mảnh sợi ngang

[tex]

R

Rappo kiểu dệt

hkd

Hệ số phụ thuộc kiểu dệt

Học viên: Nguyễn Thị Nga

6

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1: Chiều cao sóng uốn và tỷ số đặc trưng của thứ tự pha cấu tạo khi đường
kính hai hệ sợi là bằng nhau (dd = dn = 2r) .............................................. 16
Bảng 1-2: Chiều cao sóng uốn và tỷ số đặc trưng của thứ tự pha cấu tạo khi đường
kính hai hệ sợi không bằng nhau (dd = 4r, dn = 2r) ................................. 18
Bảng 1-3: Chiều cao sóng uốn sợi ngang tối thiểu tại những giá trị mật độ hình học
giảm dần .................................................................................................. 23
Bảng 1-4: Mật độ hình học tại các giá trị chiều cao sóng sợi ngang khác nhau ....... 23
Bảng 3-1: Hằng số C phụ thuộc loại sợi.................................................................... 43
Bảng 3-2: Ảnh hưởng của thứ tự pha đến mật độ sợi dọc tối đa............................... 59
Bảng 3-3: Độ mảnh sợi ảnh hưởng đến Pd.max ........................................................... 61
Bảng 3-4: Giá trị độ mảnh sợi dọc và mật độ sợi dọc tối đa ..................................... 63
Bảng 3-5: Giá trị độ mảnh sợi ngang và mật độ sợi dọc tối đa ................................. 65
Bảng 3-6: Thứ tự pha cấu tạo vải và mật độ sợi ngang tối đa ................................... 67
Bảng 3-7: Giá trị độ mảnh sợi và mật độ sợi ngang tối đa ........................................ 69
Bảng 3-8: Giá trị độ mảnh sợi ngang và mật độ sợi ngang tối đa ............................. 71
Bảng 3-9: Giá trị độ mảnh sợi dọc và mật độ sợi ngang tối đa ................................. 74
Bảng 3-10: Bảng xác định i và tỷ số mật độ sợi dọc và sợi ngang tối đa (f4(i)) ....... 85

Học viên: Nguyễn Thị Nga

7

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Mặt cắt ngang theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang trong 9 pha
cấu tạo vải khi hai hệ sợi có đường kính bằng nhau ................................. 13
Hình 1.2. Mặt cắt ngang theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang trong 9 pha
cấu tạo vải khi hai hệ sợi có đường kính không bằng nhau...................... 14
Hình 1.3. Mặt cắt ngang thể hiện chiều cao sóng uốn sợi dọc và sợi ngang ............ 15
Hình 1.4. Mặt cắt vải xác định pha giới hạn khi mật độ hình học giảm dần ............ 22
Hình 1.5. Mặt cắt vải dệt vân điểm xác định mật độ tối đa sợi dọc, sợi ngang. ....... 26
Hình 1.6. Mặt cắt vải xác định mật độ vải theo lý thuyết đường kính giao nhau. .... 30
Hình 1.7. Mặt cắt ngang xác định khoảng giao nhau theo góc uốn. ......................... 32
Hình 3.1. Góc uốn để xác định khoảng giao nhau. ................................................... 39
Hình 3.2. Xác định độ dài rappo để tính mật độ sợi dọc. .......................................... 49
Hình 3.3. Xác định độ dài rappo để tính mật độ sợi ngang. ...................................... 54
Hình 3.4. Mật độ sợi dọc tối đa phụ thuộc vào thứ tự pha cấu tạo vải...................... 59
Hình 3.5. Mật độ sợi dọc tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi (Td = Tn) ..................... 61
Hình 3.6. Mật độ sợi dọc tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi dọc .............................. 63
Hình 3.7. Mật độ sợi dọc tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi ngang .......................... 65
Hình 3.8. Mật độ sợi ngang tối đa phụ thuộc vào thứ tự pha cấu tạo vải.................. 67
Hình 3.9. Mật độ sợi ngang tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi (Td = Tn) ................. 69
Hình 3.10. Mật độ sợi ngang tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi ngang .................... 72
Hình 3.11. Mật độ sợi ngang tối đa phụ thuộc vào độ mảnh sợi dọc ........................ 74
Hình 3.12. Ảnh hưởng của thứ tự pha cấu tạo vải đến mật độ sợi dọc và sợi ngang

tối đa. ...................................................................................................... 77
Hình 3.13. Xác định pha cấu tạo vải khi

Học viên: Nguyễn Thị Nga

..................................... 80

8

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
PHẦN MỞ ĐẦU

Càng ngày, con người ngày càng cần và sử dụng những sản phẩm dệt may
có mật độ rất cao với nhiều mục đích khác nhau. Trong đó, những sản phẩm có độ
cách nhiệt cao, chắn gió, che ánh sáng và lọc các kích thước nhỏ... đang trở nên
phổ biến.
Ngành dệt may Việt Nam là một trong những ngành kinh tế lớn của đất
nước, góp phần tích cực vào công cuộc hội nhập quốc tế, thúc đẩy quá trình đô thị
hóa và tạo công ăn việc làm cho hàng triệu người lao động. Mặc dù là một nước
xuất khẩu hàng dệt may lớn thứ 5 thế giới, với kim ngạch xuất khẩu tăng cao qua
các năm, sản phẩm dệt may của Việt Nam được xuất khẩu vào các thị trường khó
tính như Mỹ, EU, Nhật Bản... Đặc biệt hiện nay, Việt Nam đã chính thức ký kết,
gia nhập vào Hiệp định đối tác chiến lược xuyên Thái Bình Dương (TPP). Đây
được xem là cơ hội cho ngành dệt may Việt Nam trong việc xuất khẩu các mặt
hàng dệt may với ưu đãi về thuế suất, thúc đẩy mạnh hơn nữa trong việc xuất khẩu.
Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu sản xuất hàng dệt may lại lệ thuộc vào nhập khẩu,
trong đó có nguyên liệu vải có mật độ sợi tối đa. Vì vậy, việc nghiên cứu cấu trúc

vải có mật độ sợi tối đa là nhu cầu cần thiết để sản xuất vải này.
Việc sản xuất vải có mật độ sợi tối đa, cần phải kết hợp lựa chọn giữa
nguyên liệu sợi, lựa chọn kiểu dệt, chi số sợi dọc, chi số sợi ngang, phương pháp
dệt, điều chỉnh các thông số sức căng sợi dọc, sợi ngang trên máy, các điều kiện
công nghệ dệt vải, công tác hoàn tất vải… đồng thời, phải lựa chọn pha cấu tạo vải
phù hợp, sao cho vải đạt được mật độ sợi tối đa theo yêu cầu mong muốn. Chính vì
vậy, luận văn tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của pha cấu
tạo đến mật độ tối đa của vải dệt thoi một lớp”.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

9

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

Lịch sử nghiên cứu:
Từ những thập niên đầu của thế kỷ trước, giáo sư N.G. Novikov (người
Nga) là một trong những người đầu tiên nghiên cứu về kết cấu vải. Bằng phương
pháp hình học, ông đã nghiên cứu về pha cấu tạo của vải và đưa ra phương trình
xác định mật độ sợi tối đa trên vải dệt vân điểm có kể đến thứ tự pha cấu tạo vải
[4]. Sau đó, một số nhà khoa học khác như S. Brierley, T. Ashenhurt, Bonna, L.
Low, E. Hermitage, X.Z. Bachev, V.I. Smirnov, I.V. Ilin, cũng nghiên cứu và đưa
ra những mối tương quan khác nhau giữa mật độ sợi với loại sợi, chi số sợi và kiểu
dệt [4]. Tuy nhiên cho đến nay, các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của pha
cấu tạo vải đến mật độ sợi tối đa vẫn còn nhiều hạn chế.
Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của luận văn:
 Mục đích nghiên cứu: Tìm ra được sự ảnh hưởng của pha cấu tạo vải

đến mật độ sợi tối đa trên vải để làm cơ sở thiết kế vải có mật độ sợi tối
đa.
 Đối tƣợng nghiên cứu: Vải dệt thoi một lớp.
 Phạm vi nghiên cứu: Các thông số cấu trúc vải, bao gồm: thứ tự pha
cấu tạo vải; đường kính sợi dọc, sợi ngang; chiều cao sóng uốn sợi dọc,
sợi ngang; mật độ công nghệ, mật độ hình học, mật độ tối đa của sợi trên
vải; chi số sợi; kiểu dệt; rappo kiểu dệt.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết kế thừa các kết quả nghiên cứu đã công bố làm cơ sở
cho nghiên cứu khảo sát.
Nghiên cứu khảo sát lý thuyết ảnh hưởng của pha cấu tạo đến mật độ tối đa
của sợi trong vải.
Phương pháp đồ thị xác định pha cấu tạo vải.
Phương pháp giải tích xác định pha cấu tạo vải.
Sử dụng phần mềm Excel để tính toán xác định mật độ sợi tối đa trong vải.
Học viên: Nguyễn Thị Nga

10

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản:
Nghiên cứu tổng quan về pha cấu tạo vải, ảnh hưởng của pha cấu tạo đến
cấu trúc vải;
Nghiên cứu tổng quan về mật độ sợi trong vải, mật độ công nghệ, mật độ
hình học tới hạn, mật độ công nghệ tối đa của sợi trên vải;
Nghiên cứu khảo sát lý thuyết ảnh hưởng của pha cấu tạo đến mật độ tối đa
của sợi trên vải của vải dệt vân điểm và vải có kiểu dệt bất kỳ, đồng thời khảo sát

sự biến thiên của mật độ sợi tối đa có kể đến thứ tự pha cấu tạo vải, khảo sát sự
biến thiên ảnh hưởng của chi số sợi đến mật độ sợi tối đa;
Ứng dụng để thiết kế, xác định pha cấu tạo vải theo yêu cầu về mật độ sợi
tối đa từ các tham số cho trước.
Đóng góp của tác giả:
Kết quả nghiên cứu của luận văn góp phần xác định được sự ảnh hưởng của
pha cấu tạo đến mật độ tối đa của vải dệt thoi một lớp, nhằm tính được mật độ tối
đa của sợi trong vải; tính toán xác định pha cấu tạo vải để thiết kế các cấu trúc vải
có mật độ sợi tối đa theo các tham số cho trước.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

11

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về pha cấu tạo của vải.
Trong vải dệt thoi một lớp, hai hệ thống sợi dọc và sợi ngang được dệt với
nhau tạo thành vải, hai hệ thống này tác động qua lại lẫn nhau và bị uốn cong, đồng
thời sợi bị ép tại các vị trí tiếp xúc, tạo nên một sự sắp xếp lượn sóng tương đối với
nhau. Tỷ lệ uốn cong giữa hai hệ thống sợi dọc và sợi ngang này phụ thuộc vào
nhiều thông số cấu tạo của vải: nguyên liệu sợi; chi số sợi dọc, sợi ngang; mật độ
vải; kiểu dệt; các thông số cấu tạo khác...
1.1.1. Khái niệm pha cấu tạo.
Trong công trình nghiên cứu về cấu tạo của vải, giáo sư N.G. Novikov đã

nghiên cứu và kết luận rằng, có nhiều trường hợp tạo nên cấu tạo vải khác nhau,
cho thấy sợi nằm trong vải được uốn cong theo dạng lượn sóng, được gọi là các pha
cấu tạo vải. Ông nghiên cứu những trường hợp này trên vải dệt thoi một lớp, kiểu
dệt vân điểm với hệ sợi dọc, hệ sợi ngang có đường kính bằng nhau (dd = dn = d =
2r, r là bán kính của sợi); và trường hợp cá biệt khi hệ sợi dọc, hệ sợi ngang có
đường kính khác nhau (dd = 2dn = 4r, r là bán kính của sợi). Sự đan kết giữa sợi dọc
và sợi ngang tạo nên vô số mức độ uốn cong khác nhau giữa chúng, tức là các pha
cấu tạo, trong đó có hai mức độ uốn cong phân bố ngược nhau giữa hai hệ sợi: 1)
sợi dọc ở trạng thái duỗi thẳng, sợi ngang uốn cong tối đa và 2) sợi ngang ở trạng
thái duỗi thẳng, sợi dọc uốn cong tối đa, được gọi là hai pha giới hạn của vải [3].
Qua đó, giáo sư N.G. Novikov đã hệ thống hóa các trường hợp có thể uốn
cong giữa sợi dọc và sợi ngang tạo nên vô số pha cấu tạo vải và ông đề nghị phân
chia ra 9 pha cấu tạo vải điển hình (đánh số thứ tự từ 1 đến 9), phụ thuộc vào chiều
cao sóng uốn của sợi dọc và sợi ngang (không tính đến trạng thái bị ép của sợi).

Học viên: Nguyễn Thị Nga

12

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Trong đó, hai pha giới hạn của vải là pha 1 và pha 9, còn các pha ở giữa từ pha 2
đến pha 8 là các pha có mức độ uốn cong khác nhau. Pha cấu tạo được thể hiện trên
hình 1.1, hình 1.2 [3].

Hình 1.1. Mặt cắt ngang theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang trong
9 pha cấu tạo vải khi hai hệ sợi có đường kính bằng nhau.
Học viên: Nguyễn Thị Nga

13

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

Hình 1.2. Mặt cắt ngang theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang trong
9 pha cấu tạo vải khi hai hệ sợi có đường kính không bằng nhau.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

14

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
 Đặc trưng thứ tự pha cấu tạo vải:
 Pha 1: đặc trưng là sự phân bố của sợi dọc ở trạng thái duỗi thẳng,
còn sợi ngang uốn cong tối đa [2].
 Pha 9: đặc trưng là sự phân bố của sợi ngang ở trạng thái duỗi thẳng,
còn sợi dọc uốn cong tối đa [2].
 Đặc trưng các pha cấu tạo: gọi chiều cao của sóng uốn sợi dọc là h d
và chiều cao của sóng uốn sợi ngang là hn, thì tỷ số

là đại lượng đặc trưng cho

thứ tự pha cấu tạo vải [2].

Pha cấu tạo vải là một trong những thông số quan trọng ảnh hưởng đến cấu
trúc của vải. Mỗi loại vải có pha cấu tạo riêng, phụ thuộc vào tính chất và mục đích
sử dụng khác nhau.
 Chiều cao sóng uốn (h):
Chiều cao sóng uốn là khoảng cách giữa hai tâm mặt cắt ngang của một hệ
sợi theo phương vuông góc với mặt phẳng vải, theo hệ sợi dọc có chiều cao sóng
sợi dọc (hd) và theo hệ sợi ngang có chiều cao sóng sợi ngang (hn), thể hiện ở hình
1.3 [3].
Sợi dọc

Sợi ngang

Hình 1.3. Mặt cắt ngang thể hiện chiều cao sóng uốn sợi dọc và sợi ngang.
Mức độ uốn cong giữa sợi dọc và sợi ngang trong vải một phần thể hiện bởi
đặc trưng chiều cao sóng uốn.
Học viên: Nguyễn Thị Nga

15

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Giáo sư N.G. Novikov chỉ rõ: khi chiều cao sóng uốn của một hệ sợi tăng,
thì chiều cao sóng uốn của hệ sợi kia giảm [3].
 Khi hệ sợi dọc và hệ sợi ngang có đường kính bằng nhau, thì:
 Pha 1 có hd = 0r, còn hn = dd + dn = 4r. Ngược lại, ở pha 9 có hn = 0r,
còn hd = dd + dn = 4r [2].
 Các pha trung gian, từ pha 2 đến pha 8 nhận được giá trị chiều cao
sóng uốn sợi dọc và chiều cao sóng uốn sợi ngang khi thay đổi pha 1 bằng cách

tuần tự tăng chiều cao sóng uốn sợi dọc hd và giảm chiều cao sóng uốn sợi ngang hn
một đại lượng bằng
thức

của tổng đường kính sợi dọc và sợi ngang [2], theo công

[4]. Nghĩa là, pha kế tiếp có sự dịch chuyển chiều cao sóng uốn cách

pha trước là 0,5r.
 Ngoài ra còn có pha 0, là pha mà có chiều cao sóng uốn của hệ sợi
này bằng đường kính của hệ sợi kia. Khi đường kính hệ sợi dọc bằng đường kính
hệ sợi ngang, thì pha 0 bằng với pha thứ 5 [2].
Bảng 1-1: Chiều cao sóng uốn và tỷ số đặc trưng của thứ tự pha cấu tạo khi
đường kính hai hệ sợi là bằng nhau (dd = dn = 2r) [3].
Thứ tự pha cấu tạo

Chiều cao sóng

Chiều cao sóng

uốn sợi dọc (hd)

uốn sợi ngang (hn)

1

0r

4r

0

2

0,5r

3,5r

1/7

3

1r

3r

1/3

4

1,5r

2,5r

3/5

5

2r

2r

1

6

2,5r

1,5r

5/3

7

3r

1r

3

8

3,5r

0,5r

7

9

4r

0r

∞

Học viên: Nguyễn Thị Nga

16

Tỷ số hd/hn

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Tại pha giới hạn 1 (hd = 0, hn = 4r) và pha giới hạn 9 (hd = 4r, hn = 0), chiều
cao sóng uốn của hai hệ sợi bằng [3]:
4r = dd + dn
Nhìn vào bảng 1-1 ta thấy, khi chuyển dịch từ pha này sang pha kia, chiều
cao sóng uốn của hệ sợi dọc giảm dần, còn chiều cao sóng uốn của hệ sợi ngang
tăng dần. Vì vậy, giáo sư N. G. Novikov đã đưa ra kết luận mang tính chất hình học
quan trọng của vải dệt thoi một lớp: tổng chiều cao sóng uốn của cả hai hệ sợi dọc
và sợi ngang là một đại lượng không đổi và bằng tổng đường kính của cả hai hệ sợi
[3]:
hd + hn = dd + dn = const
 Khi hệ sợi dọc và hệ sợi ngang có đường kính khác nhau (dd = 4r, dn =
2r), thì:
 Pha 1 có hd = 0r, còn hn = dd + dn = 6r; ngược lại, ở pha 9 có hn = 0r,
còn hd = dd + dn = 6r.

 Còn các pha trung gian, từ pha 2 đến pha 8 nhận được giá trị chiều
cao sóng uốn sợi dọc và chiều cao sóng uốn sợi ngang khi thay đổi pha 1 bằng cách
tuần tự tăng chiều cao sóng uốn sợi dọc hd và giảm chiều cao sóng uốn sợi ngang hn
một đại lượng được tính bằng công thức [4]:

Nghĩa là, pha kế tiếp có sự dịch chuyển chiều cao sóng uốn cách pha trước
là 0,75r, được thể hiện trên bảng 1-2.
 Pha 0 là pha có chiều cao sóng uốn của hệ sợi này bằng đường kính
của hệ sợi kia.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

17

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Bảng 1-2: Chiều cao sóng uốn và tỷ số đặc trưng của thứ tự pha cấu tạo khi
đường kính hai hệ sợi không bằng nhau (dd = 4r, dn = 2r) [3].
Thứ tự pha cấu tạo

Chiều cao sóng

Chiều cao sóng

Tỷ số hd/hn

uốn sợi dọc (hd)

uốn sợi ngang (hn)

1

0r

6r

0

2

0,75r

5,25r

1/7

3

1,5r

4,5r

1/3

4

2,25r

3,75r

3/5

5

3r

3r

1

6

3,75r

2,25r

5/3

7

4,5r

1,5r

3

8

5,25r

0,75r

7

9

6r

0r

∞

0

2r

4r

1/2

Chiều cao sóng uốn thực tế của sợi phụ thuộc rất lớn vào chi số sợi dọc, chi
số sợi ngang và sức căng của sợi trong vải. Chúng ảnh hưởng đến độ co, độ dày
trong vải, ảnh hưởng đến hiệu ứng bề mặt vải, độ mài mòn, độ bền của vải trong
quá trình sử dụng.
Những thông số trên đây được giáo sư N.G. Novikov nghiên cứu dựa trên
phương pháp hình học theo sơ đồ mặt cắt và xem sợi là dạng hình trụ, chứ không
xét đến tính chất vật lý của sợi, vải và phương pháp sản xuất. Do đó, đây mới chỉ là
những nghiên cứu lý thuyết, chưa áp dụng được vào thực tế.

Khi sử dụng công thức của giáo sư N.G. Novikov về tỷ số giữa chiều cao
sóng sợi dọc và sợi ngang

Học viên: Nguyễn Thị Nga

, nhà nghiên cứu người Bulgaria X.Z. Bachev đã đưa

18

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học

thêm hệ số pha k, là tỷ số chiều cao sóng của sợi dọc và sợi ngang:

và cho

ra công thức khác về thứ tự pha cấu tạo [4]:

Trong đó: i là thứ tự pha cấu tạo.
Xuất phát từ công trình nghiên cứu của N.G. Novikov về giá trị dịch chuyển
chiều cao sóng uốn của thứ tự pha cấu tạo

, hai nhà khoa học N.F.Surnina và

A.A. Martynova đã xác định được chiều cao sóng uốn sợi dọc hd và chiều cao sóng
uốn sợi ngang hn theo công thức sau [4]:

Các công thức của ba nhà khoa học trên cũng chứng minh mối quan hệ phụ

thuộc giữa thứ tự pha và chiều cao sóng uốn sợi.
1.1.2. Sự ảnh hƣởng của pha cấu tạo đến cấu trúc vải.
Vải là một sản phẩm của công nghệ dệt, có kết cấu với kích thước dài, rộng,
dày. Quá trình công nghệ dệt khác nhau tạo ra các sản phẩm dệt với cấu trúc vải
khác nhau. Trong đó, việc lựa chọn pha cấu tạo vải cho quá trình công nghệ dệt ảnh
hưởng đến cấu trúc của vải. Pha cấu tạo vải có ảnh hưởng quyết định đến độ dày,
độ co và khối lượng m2 vải và các tính chất cơ lý, cũng như ngoại quan khác của
vải.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

19

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
 Sự ảnh hƣởng của pha cấu tạo đến độ dày của vải.
Theo giáo sư N.G. Novikov, bề dày của vải được xét trong điều kiện sợi
hoàn toàn giữ được mặt cắt ngang tròn phụ thuộc vào chiều cao sóng uốn của hai
hệ sợi. Khi thay đổi chiều cao sóng uốn của hệ sợi này sẽ làm thay đổi chiều cao
sóng uốn của hệ sợi kia và làm cho bề dày vải thay đổi theo. Do đó, tùy theo cách
bố trí sợi trong vải và độ uốn của sợi để tạo nên vải có độ dày khác nhau [3].
 Sự ảnh hƣởng của pha cấu tạo đến độ co của vải.
Khi vải được hình thành trên máy dệt, sợi dọc và sợi ngang tác dụng qua lại
và bị uốn cong tạo nên sự chênh lệch về chiều dài sợi được dệt và chiều dài vải dệt
ra, tính bằng phần trăm, gọi là độ co của vải [3].
Khi xác định độ co sợi trên vải dệt vân điểm, giáo sư N. G. Novikov cho
rằng mức độ uốn cong của sợi ảnh hưởng đến độ co của sợi dọc và sợi ngang trong
vải. Các tư thế uốn cong trong sợi tạo cho sợi có những độ co khác nhau [3].

Tương tự, nhà nghiên cứu F. Pierce (năm 1937) cũng cho ra kết quả nghiên
cứu về độ co sợi trong vải, đưa ra mối liên hệ giữa đặc trưng chiều cao sóng uốn
sợi đến độ co của vải dựa trên mô hình hình học của vải dệt vân điểm [4].
Như vậy, các nghiên cứu trên khẳng định mối liên hệ giữa chiều cao sóng
uốn, đặc trưng cho thứ tự pha cấu tạo có ảnh hưởng đến độ co của sợi trong vải.
 Sự ảnh hƣởng của pha cấu tạo đến khối lƣợng m2 của vải.
Khi so sánh khối lượng vải theo kết cấu, thường tính khối lượng vải trên
1m2 [3]. Tuy nhiên, ở các công thức tính khối lượng 1m2 vải không thể hiện được
rõ mối quan hệ giữa thứ tự pha và khối lượng m2 vải. Mặc dù vậy, ở các công thức
xác định khối lượng 1m2 vải có tham số là tỷ lệ co của sợi trong vải đã được xác
định phụ thuộc thứ tự pha cấu tạo vải. Cho nên, pha cấu tạo ảnh hưởng đến khối
lượng m2 của vải.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

20

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
1.2. Tổng quan về mật độ tối đa của vải.
1.2.1. Mật độ sợi trong vải.
Mật độ vải là một trong những thông số cấu trúc vải quan trọng.
Trong nghiên cứu về cấu tạo của vải, giáo sư N.G. Novikov đã đưa ra hai
khái niệm về mật độ sợi trong vải: Mật độ hình học và Mật độ công nghệ.
 Mật độ hình học (l): Là khoảng cách giữa tâm của hai sợi nằm kề nhau
của cùng một hệ sợi, biểu thị bằng bán kính (r) hoặc đường kính (d) của sợi hoặc
đơn vị chiều dài (mm, cm,…). ld là mật độ hình học của sợi dọc, ln là mật độ hình
học của sợi ngang [4].

 Mật độ công nghệ (P): Là số sợi xác định được trên một đơn vị dài của
vải (đơn vị: sợi/10cm hoặc sợi/cm,…). Mật độ sợi dọc (Pd) là số sợi dọc đếm được
trên 10cm hoặc 1cm,… đo theo chiều ngang của tấm vải, còn mật độ sợi ngang (Pn)
là số sợi ngang đếm được trên 10cm hoặc 1cm,… đo theo chiều dài của tấm vải [1].
 Quan hệ giữa mật độ hình học và mật độ công nghệ [4]:

Trong đó: Pd, Pn là mật độ công nghệ [sợi/10cm];
ld, ln là mật độ hình học [mm].
Từ các công thức trên ta thấy, mật độ hình học nghịch đảo với mật độ công
nghệ [4]. Mật độ hình học càng lớn thì mật độ công nghệ càng bé, và ngược lại.
Biết được mật độ công nghệ có thể tính được mật độ hình học.

Học viên: Nguyễn Thị Nga

21

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
1.2.2. Mật độ tới hạn và mật độ tối đa.
 Mật độ hình học tới hạn (lth):
Theo giáo sư N.G. Novikov, mật độ hình học tới hạn là mật độ mà ta có thể
dệt được với bất kỳ pha cấu tạo nào của vải [3].
Qua nghiên cứu ông đưa ra kết luận: khi đường kính hai hệ sợi bằng nhau thì
mật độ hình học tới hạn bằng 4r; còn khi đường kính hai hệ sợi không bằng nhau
thì mật độ hình học tới hạn bằng tổng đường kính của hai hệ sợi: lth = dd + dn [3].
Để chứng minh khái niệm mật độ hình học tới hạn, trong nghiên cứu bằng
phương pháp hình học được thể hiện trên hình 1.4, ông phân tích cấu trúc trên vải
dệt vân điểm, có đường kính sợi dọc bằng đường kính sợi ngang và cùng mật độ

hình học bằng 4r theo hai hướng, xác định được các pha cấu tạo vải tương ứng với
giá trị chiều cao sóng phụ thuộc vào mật độ hình học [3].

Hình 1.4. Mặt cắt vải xác định pha giới hạn khi mật độ hình học giảm dần.
Như ở hình 1.4, với việc chọn trước mật độ hình học của sợi ngang (ln) nhỏ
hơn mật độ hình học tới hạn (4r), ông xác định được thứ tự các pha giới hạn từ việc
đối chiếu với giá trị chiều cao sóng uốn sợi ngang theo công thức [3]:
√
Học viên: Nguyễn Thị Nga

22

Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Bảng 1-3: Chiều cao sóng uốn sợi ngang tối thiểu tại những giá trị mật độ hình
học giảm dần [3].
Giá trị ln

√
√

3,5r

√

3r

√

2,5r

√

2r

√

1,5r

Và để xác định mật độ hình học tối thiểu của sợi ngang phụ thuộc vào chiều
cao sóng sợi tương ứng với thứ tự các pha giới hạn, tính theo công thức trên [3]:
√
Bảng 1-4: Mật độ hình học tại các giá trị chiều cao sóng sợi ngang khác nhau [3].
Thứ tự pha giới hạn

Giá trị hn

9

0r

8

0,5r

7

1r

6

1,5r

5

2r

4

2,5r

3

3r

2

3,5r

Học viên: Nguyễn Thị Nga

√
4r
√
√
√
√
√

√

23

√
Khóa: 2014 - 2016


Luận văn cao học
Qua những số liệu được tính trên hai bảng 1-3 và 1-4 cho thấy:
Khi mật độ hình học nhỏ hơn mật độ hình học tới hạn (4r) thì nhận được các
thứ tự pha giới hạn tương ứng.
Do đó:
-

Khi mật độ hình học của sợi ngang giảm thấp hơn mật độ hình học tới

hạn (4r) thì chiều cao sóng uốn min của sợi ngang (hn.min) tăng lên.
-

Khi mật độ hình học của sợi ngang ≥ 4r, sẽ có pha cấu tạo bất kỳ của vải.

-

Khi mật độ hình học của sợi ngang < 4r sẽ có pha giới hạn.

Vì vậy, khi đường kính sợi dọc bằng đường kính sợi ngang, mật độ hình học
bằng 4r là mật độ tới hạn [3].
Tuy nhiên, công trình nghiên cứu này được tính bằng phương pháp hình học
trên sợi có tiết diện ngang tròn, không kể đến các tính chất của sợi như sợi bị nén,

dồn chặt, mà thực tế không được như vậy, cho nên mật độ hình học tới hạn không
được áp dụng vào thực tế.
Để tính mật độ tới hạn, người ta thường sử dụng mật độ công nghệ để tính
toán thiết kế vải, được tính theo công thức [3]:
-

Đối với vải mà hai hệ sợi có đường kính bằng nhau và đều là sợi bông:
√

√

Trong đó: lth là mật độ hình học tới hạn [mm];
-

Đối với vải mà hai hệ sợi có đường kính không bằng nhau và đều là sợi

bông:
√
√
Học viên: Nguyễn Thị Nga

√
24

√

√

Khóa: 2014 - 2016

Luận văn cao học
Trong đó: dd, dn là đường kính sợi [mm];
Nd, Nn là chi số sợi dọc, chi số sợi ngang.
 Mật độ công nghệ tối đa (Pmax):
Theo nhà nghiên cứu S. Brierley (1931): Mật độ công nghệ tối đa là mật độ
mà có số sợi lớn nhất có thể đạt được trong đơn vị dài của vải (các sợi nằm khít
nhau mà không có khoảng trống nào giữa các sợi), tính bằng công thức [1]:

Trong đó: d là đường kính sợi [mm].
Khi xác định mật độ công nghệ tối đa sợi dọc và sợi ngang trong vải dệt vân
điểm có tính đến thứ tự pha cấu tạo, giáo sư N.G. Novikov còn đưa ra công thức
[4]:

Trong đó: Pd.max, Pn.max là mật độ công nghệ tối đa sợi dọc, sợi ngang
[sợi/10cm];
ld.min, ln.min là mật độ hình học tối thiểu của sợi dọc và sợi ngang
[mm], thể hiện trên hình 1.5:
√
√
Trong đó: dd, dn là đường kính sợi dọc, sợi ngang;
hd, hn là chiều cao sóng uốn sợi dọc, sợi ngang.
Học viên: Nguyễn Thị Nga

25

Khóa: 2014 - 2016