Tổng quan nghiên cứu

Ngành dệt may Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong xuất khẩu với kim ngạch đạt 44,4 tỷ USD năm 2022 và dự kiến tăng lên 47-48 tỷ USD trong năm 2023. Trong đó, vải kaki là một trong những loại vải chủ lực được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đồng phục và bảo hộ lao động cho nhiều ngành nghề như xây dựng, cơ khí, điện lực, luyện kim. Nhu cầu tiêu thụ vải kaki trong nước ước tính trên 7 triệu bộ bảo hộ lao động mỗi năm, đồng thời thị trường xuất khẩu cũng tăng trưởng mạnh, đặc biệt sang Mỹ với giá trị xuất khẩu đạt hàng trăm triệu USD. Tuy nhiên, chất lượng quần áo bảo hộ lao động hiện nay còn nhiều hạn chế do chưa đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tính chất cơ lý phù hợp với đặc thù công việc.

Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số cấu trúc vải đến một số tính chất cơ lý quan trọng của vải kaki sản xuất tại Việt Nam. Mục tiêu cụ thể là xác định mối quan hệ giữa các thông số như độ nhỏ sợi, mật độ sợi, độ chứa đầy vải với các tính chất cơ lý như độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, độ bền xé rách, độ bền mài mòn, khả năng kháng nhàu, độ thoáng khí, độ hút hơi nước và khả năng quản lý ẩm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm sáu mẫu vải kaki được sản xuất tại Công ty TNHH MTV Pangrim Neotex - Việt Nam, với dữ liệu thu thập và phân tích trong năm 2022-2023. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ các nhà sản xuất vải và thiết kế sản phẩm may mặc lựa chọn thông số kỹ thuật phù hợp nhằm nâng cao chất lượng và tính tiện nghi của sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường trong nước và quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về cấu trúc vải dệt thoi và tính chất cơ lý của vật liệu dệt may. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết cấu trúc vải dệt thoi: Nghiên cứu về thành phần nguyên liệu (bông, polyester, spandex), kiểu dệt (vân chéo 2/1 S, 3/1 Z), mật độ sợi, độ chứa đầy vải (độ chứa đầy thẳng, diện tích, thể tích, khối lượng) và pha cấu tạo hình học của vải. Các khái niệm chính bao gồm mật độ sợi dọc (P₁), mật độ sợi ngang (P₂), độ chứa đầy (E), chiều dày vải (b), khối lượng vải (Q), và các chỉ số liên quan đến cấu trúc sợi bọc chun.

  2. Lý thuyết tính chất cơ lý của vải: Bao gồm các khái niệm về độ bền kéo đứt (P_đ), độ giãn đứt (ε_đ), độ bền xé rách (P_x), độ bền mài mòn, khả năng kháng nhàu (góc hồi nhàu α, hệ số kháng nhàu K), độ thoáng khí (K_p), độ hút hơi nước (W), và khả năng quản lý ẩm (OMMC). Các lý thuyết này giải thích mối quan hệ giữa cấu trúc vải và các tính chất cơ lý, từ đó dự đoán hiệu suất sử dụng của vải kaki trong thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp xử lý số liệu thống kê. Nguồn dữ liệu chính là sáu mẫu vải kaki được sản xuất tại Công ty TNHH MTV Pangrim Neotex - Việt Nam. Các mẫu được lựa chọn theo tiêu chí đa dạng về thành phần nguyên liệu, kiểu dệt và thông số cấu trúc nhằm phản ánh đặc trưng phổ biến của vải kaki trên thị trường.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Thử nghiệm đo các thông số cấu trúc: độ nhỏ sợi, mật độ sợi dọc và ngang, độ chứa đầy vải, độ dày và khối lượng vải.
  • Thử nghiệm tính chất cơ lý: độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, độ bền xé rách, độ bền mài mòn, khả năng kháng nhàu, độ thoáng khí, độ hút hơi nước và khả năng quản lý ẩm.
  • Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel 2016 để tạo biểu đồ so sánh, phân tích tương quan và đánh giá ảnh hưởng của các thông số cấu trúc đến tính chất cơ lý.
  • Cỡ mẫu gồm 6 mẫu vải kaki, được thử nghiệm nhiều lần để đảm bảo độ tin cậy và tính đại diện.
  • Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 9/2022 đến tháng 4/2023, bao gồm giai đoạn thu thập mẫu, thực nghiệm, xử lý số liệu và viết báo cáo.

Phương pháp chọn mẫu và phân tích được thiết kế nhằm đảm bảo kết quả nghiên cứu có tính ứng dụng cao, hỗ trợ các nhà sản xuất và thiết kế trong việc tối ưu hóa cấu trúc vải kaki.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của mật độ sợi và độ chứa đầy đến độ bền kéo đứt và độ giãn đứt: Mật độ sợi dọc và ngang tăng làm độ bền kéo đứt của vải tăng trung bình 15-20%, đồng thời độ giãn đứt giảm khoảng 5-7%. Độ chứa đầy diện tích và thể tích vải có mối tương quan thuận với độ bền kéo đứt, thể hiện qua các biểu đồ so sánh giữa các mẫu.

  2. Độ bền xé rách cải thiện khi sử dụng sợi polyester pha trộn: Mẫu vải kaki CVC (60% bông/40% polyester) có độ bền xé rách cao hơn 12% so với mẫu vải 100% bông. Điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy sự phối trộn nguyên liệu giúp tăng tính ổn định kích thước và khả năng chịu lực của vải.

  3. Khả năng kháng nhàu và độ thoáng khí phụ thuộc vào kiểu dệt và thành phần nguyên liệu: Vải kaki vân chéo 3/1 Z có khả năng kháng nhàu tốt hơn 8% so với vân chéo 2/1 S, trong khi độ thoáng khí của vải tăng khi tỷ lệ bông trong thành phần nguyên liệu tăng lên. Độ thoáng khí giảm trung bình 10% khi mật độ sợi tăng 15%.

  4. Khả năng quản lý ẩm và độ hút hơi nước: Mẫu vải có thành phần spandex bọc chun cho thấy khả năng quản lý ẩm tổng thể (OMMC) cao hơn 18% so với mẫu không có spandex, giúp tăng tính tiện nghi khi sử dụng trong trang phục bảo hộ lao động. Độ hút hơi nước cũng tăng tương ứng với độ xốp và cấu trúc sợi siêu mịn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân các phát hiện trên xuất phát từ mối quan hệ chặt chẽ giữa cấu trúc vải và tính chất cơ lý. Mật độ sợi cao làm tăng liên kết giữa các sợi, nâng cao độ bền kéo đứt nhưng làm giảm độ giãn do hạn chế sự chuyển động của sợi. Sự phối trộn polyester giúp tăng độ bền xé nhờ đặc tính bền cơ học và khả năng chống mài mòn của sợi tổng hợp. Kiểu dệt vân chéo 3/1 Z tạo cấu trúc vải dày dặn, đanh cứng hơn, từ đó cải thiện khả năng kháng nhàu.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với báo cáo của tác giả Israt Jahan (2017) về ảnh hưởng kiểu dệt đến tính chất cơ lý và nghiên cứu của Nguyễn Thị Sen (2016) về ảnh hưởng thành phần nguyên liệu. Việc sử dụng phần mềm Excel để xử lý số liệu và tạo biểu đồ giúp minh họa rõ ràng mối quan hệ giữa các thông số, hỗ trợ phân tích sâu sắc hơn.

Ý nghĩa của kết quả là cơ sở khoa học quan trọng giúp các nhà sản xuất vải điều chỉnh thông số kỹ thuật nhằm tạo ra sản phẩm kaki có độ bền cao, tính tiện nghi tốt, phù hợp với yêu cầu khắt khe của thị trường bảo hộ lao động trong nước và xuất khẩu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường kiểm soát mật độ sợi và độ chứa đầy vải nhằm nâng cao độ bền kéo đứt và độ bền xé rách, đảm bảo sản phẩm có độ bền cơ học phù hợp với yêu cầu sử dụng trong bảo hộ lao động. Thời gian thực hiện: 6 tháng; Chủ thể: Bộ phận sản xuất và kiểm soát chất lượng.

  2. Phối trộn nguyên liệu polyester với tỷ lệ phù hợp (khoảng 40%) để cải thiện tính bền và khả năng chống mài mòn của vải kaki, đồng thời giữ được độ mềm mại và thoáng khí. Thời gian thực hiện: 1 năm; Chủ thể: Phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

  3. Áp dụng kiểu dệt vân chéo 3/1 Z cho các sản phẩm yêu cầu khả năng kháng nhàu cao nhằm tăng tính thẩm mỹ và tiện nghi khi sử dụng. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng; Chủ thể: Bộ phận thiết kế và sản xuất.

  4. Sử dụng sợi spandex bọc chun trong cấu trúc vải để nâng cao khả năng quản lý ẩm và độ co giãn, tạo sự thoải mái cho người mặc trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Thời gian thực hiện: 1 năm; Chủ thể: Phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

  5. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho cán bộ kỹ thuật về tầm quan trọng của các thông số cấu trúc vải trong việc quyết định tính chất cơ lý, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian thực hiện: liên tục; Chủ thể: Ban lãnh đạo và phòng nhân sự.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà sản xuất vải dệt thoi: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học để điều chỉnh thông số kỹ thuật sản xuất, giúp nâng cao chất lượng vải kaki, đáp ứng yêu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.

  2. Nhà thiết kế sản phẩm may mặc: Thông tin về ảnh hưởng của cấu trúc vải đến tính chất cơ lý giúp thiết kế sản phẩm phù hợp với mục đích sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực bảo hộ lao động và đồng phục công sở.

  3. Các doanh nghiệp sản xuất quần áo bảo hộ lao động: Nghiên cứu giúp lựa chọn loại vải kaki tối ưu, đảm bảo tính bền, tiện nghi và an toàn cho người lao động, từ đó nâng cao uy tín và hiệu quả kinh doanh.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ dệt may: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu, phân tích cấu trúc vải và tính chất cơ lý, hỗ trợ phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

  1. Thông số cấu trúc vải nào ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền kéo đứt?
    Mật độ sợi dọc và ngang cùng độ chứa đầy diện tích vải là các thông số ảnh hưởng lớn nhất, tăng mật độ sợi làm tăng độ bền kéo đứt khoảng 15-20%. Ví dụ, mẫu vải có mật độ sợi cao hơn cho kết quả độ bền kéo đứt vượt trội so với mẫu mật độ thấp.

  2. Phối trộn polyester có tác động gì đến tính chất cơ lý của vải kaki?
    Phối trộn polyester giúp tăng độ bền xé rách và khả năng chịu mài mòn, đồng thời giữ được độ mềm mại và thoáng khí. Mẫu kaki CVC có độ bền xé cao hơn 12% so với vải 100% bông.

  3. Kiểu dệt vân chéo 3/1 Z có ưu điểm gì so với 2/1 S?
    Kiểu dệt 3/1 Z tạo vải dày dặn, đanh cứng hơn, giúp tăng khả năng kháng nhàu khoảng 8%, phù hợp với sản phẩm cần giữ hình dáng và thẩm mỹ lâu dài.

  4. Khả năng quản lý ẩm của vải kaki được cải thiện như thế nào khi sử dụng spandex?
    Sợi spandex bọc chun tăng khả năng co giãn và quản lý ẩm tổng thể (OMMC) lên đến 18%, giúp người mặc cảm thấy thoải mái hơn trong môi trường làm việc nóng ẩm.

  5. Làm thế nào để đo độ thoáng khí của vải?
    Độ thoáng khí được đo bằng thể tích khí (dm³) đi qua 1m² vải trong 1 giây dưới áp suất chênh lệch. Kết quả cho thấy độ thoáng khí giảm khi mật độ sợi tăng, và tăng khi tỷ lệ bông trong vải cao hơn.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định rõ mối quan hệ giữa các thông số cấu trúc vải kaki với các tính chất cơ lý quan trọng như độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, độ bền xé rách, khả năng kháng nhàu, độ thoáng khí và khả năng quản lý ẩm.
  • Mật độ sợi và độ chứa đầy vải là yếu tố quyết định lớn đến độ bền và tính tiện nghi của vải kaki.
  • Phối trộn nguyên liệu polyester và sử dụng sợi spandex bọc chun giúp cải thiện đáng kể tính chất cơ lý và tiện nghi sử dụng của vải.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà sản xuất và thiết kế sản phẩm may mặc trong việc lựa chọn và điều chỉnh thông số kỹ thuật vải kaki.
  • Các bước tiếp theo bao gồm áp dụng các đề xuất cải tiến vào sản xuất thực tế và mở rộng nghiên cứu với các loại vải và ứng dụng khác nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm dệt may Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Quý độc giả và các nhà nghiên cứu được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu này để phát triển sản phẩm vải kaki chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng và khắt khe của thị trường trong nước và toàn cầu.