Nếu bạn làm việc trong nhà máy dệt hoặc tham gia nghiên cứu phát triển các loại vải dệt thì một trong những công việc hàng ngày của bạn sẽ là lựa chọn loại vải có khả năng chống mài mòn phù hợp cho sản phẩm. Bài viết này sẽ hướng dẫn các bạn nguyên lý, cơ chế mài mòn vải cũng như một số kinh nghiệm thực tế từ quá trình vận hành thực tế.
Độ mài mòn của vải là gì?
Khi bạn nhận thấy một món đồ quần áo mới mua của khách hàng bị rách chỉ vì rơi hoặc cọ xát vào tường, trong khi một món đồ cũ vẫn nguyên vẹn dù mặc lâu ngày, nguyên nhân của sự khác biệt này là gì? Tình trạng này là do sự khác biệt về khả năng chống mài mòn của vải . Mài mòn vải là hiện tượng hư hại do vải cọ xát với chính nó hoặc với các vật liệu bên ngoài. Khả năng chống mài mòn là một thông số quan trọng trong việc đánh giá chất lượng vải.
Cơ chế mài mòn vải
Sự mài mòn của vải bắt đầu từ lớp ngoài của sợi nổi trên bề mặt, tại các đỉnh của các khúc cua hoặc các vòng cung nhô ra của các vòng sợi và dần dần di chuyển vào trong. Một số sợi bị mòn và đứt. Các đầu sợi đứng lên; bề mặt vải trở nên mờ; mảnh sợi rơi ra; một số sợi được kéo ra từ bên trong sợi; sợi và vải trở nên lỏng lẻo. Khi ma sát tiếp tục: lực kéo sợi tăng lên; sợi bị phân hủy, vải trở nên mỏng hơn và nhẹ hơn cho đến khi xuất hiện các lỗ.
Nếu độ bám dính của sợi yếu và cấu trúc của sợi, vải bị lỏng lẻo, ma sát sẽ kéo sợi ra khỏi sợi hoặc vải, khiến sợi hoặc vải trở nên lỏng lẻo hơn. Các sợi bị kéo ra, sau nhiều lần bị ép và kéo, cuối cùng bị mỏi và đứt, biến thành các mảnh vụn sợi.
Nếu độ bám dính của các sợi mạnh, cấu trúc vải chặt chẽ và độ mài mòn sắc nét, các sợi sẽ bị đứt khi bị kéo và uốn lặp đi lặp lại.
Giả sử sự gắn kết của các sợi rất mạnh. Trong trường hợp đó, cấu trúc vải chặt chẽ, độ mài mòn mềm và mịn, bề mặt sợi ở cả hai đầu và các phần bị uốn cong sẽ thể hiện cấu trúc sợi tái sinh khi bị kéo giãn và uốn nhiều lần, khiến sợi trở nên giòn và rất dễ bị đứt. phá vỡ.
Trong bất kỳ trường hợp nào ở trên, nhiệt được tạo ra, làm tăng nhiệt độ và làm tăng độ mài mòn của sợi.
Sự mài mòn được thể hiện ở những thay đổi về hình dạng của vải, chủ yếu bao gồm hư hỏng, mất khối lượng, thay đổi về hình thức bên ngoài như đổi màu và hình thành lông tơ và vón cục.
Tầm quan trọng của việc hiểu độ mài mòn của vải
Sau khi hiểu rõ nguyên lý và cơ chế mài mòn của vải, bạn nên xem xét nhiều hơn đến các kịch bản sử dụng của sản phẩm khi thiết kế và lựa chọn loại vải có mức độ chống mài mòn phù hợp. Đây là bước quan trọng để đảm bảo độ bền và khả năng chống mài mòn của sản phẩm cuối cùng.
Phương pháp kiểm tra
Phương pháp mài mòn phẳng hiện là tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất. Ví dụ, tiêu chuẩn Mỹ ASTM D4966 , tiêu chuẩn châu Âu ISO 12947 và tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T21196 đều sử dụng máy thử mài mòn Martindale. Chúng tác dụng một áp lực nhất định lên vải để tạo ma sát với chất mài mòn, và khả năng chống mài mòn của vải được xác định dựa trên ba điểm cuối (lỗ, thay đổi màu sắc và hư hỏng nghiêm trọng). ASTM D3884 cũng là một phương pháp mài mòn phẳng, nhưng nó không được sử dụng phổ biến.
Thử nghiệm mài mòn uốn cong có hai tiêu chuẩn thường được sử dụng: ASTM D3886 và ASTM D3885. Nguyên tắc là cho vải cọ xát nhiều lần với vật liệu mài mòn ở trạng thái uốn cong để kiểm tra khả năng chống mài mòn của vải.
Phương pháp mài mòn bằng cách quay lồng giặt mô phỏng sự hư hại do ma sát mà quần áo phải chịu trong quá trình giặt và quay lồng giặt. Tiêu chuẩn điển hình cho phương pháp này là AATCC 93.
So sánh khả năng chống mài mòn
Chất liệu : Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn của vải phụ thuộc vào chất liệu của chúng. Thứ tự xếp hạng các loại vải từ khả năng chống mài mòn cao nhất đến thấp nhất như sau: nylon > polypropylene > vinylon > polyethylene > polyester > acrylic > chlorofiber > len > lụa > cotton > gai dầu > sợi chắc > sợi cuprammonium > sợi viscose > sợi acetate > sợi thủy tinh.
Cấu trúc hình học : Bao gồm độ dày, mật độ sợi dọc và sợi ngang, trọng lượng trên mỗi đơn vị diện tích, mật độ biểu kiến và hàm lượng xơ vải. Các yếu tố này càng lớn thì vải càng có khả năng chống mài mòn cao.
Cấu trúc tổ chức : Dệt trơn > Dệt chéo > Dệt satin
Sợi : Các sợi có cấu trúc mặt cắt ngang hình tròn có khả năng chống mài mòn tốt nhất.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn
Độ bền : Trong bối cảnh các sợi cố định, yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn của vải là “độ bền” của nó, nghĩa là vải có bị hư hại do hóa chất hay không. Ví dụ, các phương pháp xử lý sau sản xuất như chống nhăn và chống cháy có thể làm giảm đáng kể “độ bền” của vải cotton và vải lanh, do đó làm giảm đáng kể khả năng chống mài mòn của chúng. Sự thay đổi về độ bền kéo của vải ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống mài mòn. Do đó, trong những trường hợp khó kiểm tra khả năng chống mài mòn, người ta có thể đánh giá sự thay đổi về khả năng chống mài mòn bằng cách kiểm tra độ bền kéo của vải.
Làm mềm vải : Quá trình làm mềm thường làm giảm khả năng chống mài mòn phẳng của vải. Nó làm suy yếu độ kết dính của sợi, khiến các sợi dễ bị kéo ra hơn trong quá trình ma sát, dẫn đến giảm khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, làm mềm vải lại cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn uốn cong của vải. Điều này là do làm mềm vải giúp tăng cường khả năng chống mỏi của vải, làm cho vải mềm dẻo hơn và ít có khả năng hình thành các điểm yếu trong quá trình mài mòn uốn cong.