Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, với hơn 6000 doanh nghiệp, chủ yếu quy mô vừa và nhỏ. Việt Nam nằm trong top 10 nước xuất khẩu dệt may lớn nhất thế giới, tuy nhiên giá trị thu về còn thấp do chủ yếu gia công. Xu thế toàn cầu hóa và các hiệp định thương mại tự do như CPTPP, FTA tạo áp lực và cơ hội cho ngành dệt may phát triển bền vững. Trong đó, sản phẩm khăn bông chiếm tỷ trọng lớn, với hơn 170 công ty sản xuất khăn bông trong nước. Công nghệ cắt vòng sợi (xén vòng bông) là công nghệ mới được ứng dụng nhằm nâng cao chất lượng khăn, tăng độ mềm mại và khả năng thấm hút nước.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định và so sánh một số tính chất cơ lý của khăn cắt vòng sợi và khăn không cắt vòng sợi, bao gồm khối lượng (g/m²), độ bền kéo đứt (N), độ giãn đứt tương đối (%), độ bền xé rách (N), độ mao dẫn nước (mm) và độ thoáng khí (lít/m².s). Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu khăn 100% bông sản xuất tại Công ty Cổ phần Dệt Phong Phú, trong giai đoạn 2015-2017 tại Hà Nội. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm khăn bông Việt Nam, đáp ứng yêu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu, đồng thời hỗ trợ phát triển công nghệ sản xuất khăn cắt vòng sợi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về cấu trúc vải nổi vòng, công nghệ dệt và công nghệ cắt vòng sợi. Vải nổi vòng là loại vải có các vòng sợi nổi trên bề mặt, tạo tính thấm hút nước tốt và độ mềm mại cao. Khăn cắt vòng sợi được sản xuất trên cơ sở vải nổi vòng hai mặt, sau đó xén vòng sợi một mặt để tăng độ xốp và mềm mại.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Vải nổi vòng: vải có vòng sợi nổi trên một hoặc hai mặt, cấu tạo bởi hai hệ sợi dọc (nền và vòng) và một hệ sợi ngang.
  • Khăn cắt vòng sợi: khăn được xén vòng sợi một mặt, tạo bề mặt như vải nhung, tăng độ mềm mại và khả năng thấm hút.
  • Đặc tính cơ lý của khăn: gồm khối lượng, độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, độ bền xé rách, độ mao dẫn nước và độ thoáng khí.
  • Ảnh hưởng của cấu trúc và nguyên liệu: thành phần nguyên liệu sợi (bông, polyester, polypropylene, tre, đậu nành, modal), mật độ sợi ngang, chiều cao vòng sợi ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý và khả năng thấm hút nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hai mẫu khăn 100% bông: khăn cắt vòng sợi một mặt (MK1) và khăn không cắt vòng sợi (MK2), sản xuất trên máy dệt Tsudakoma ZAX9100 Terry tại Công ty Cổ phần Dệt Phong Phú. Các chỉ tiêu kỹ thuật của sợi và thông số công nghệ dệt được kiểm soát chặt chẽ.

Nguồn dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Viện Dệt May và Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Các tính chất cơ lý được xác định theo tiêu chuẩn quốc tế như EN 12127:1998 (khối lượng), ISO 13934-1:2013 (độ bền kéo đứt, độ giãn đứt), ISO 13937-1:2000 (độ bền xé rách), AATCC 197-2012 (độ mao dẫn nước), ISO 9237:1995 (độ thoáng khí).

Cỡ mẫu gồm 5 mẫu thử cho mỗi phép đo, được cắt theo hướng dọc và ngang. Phương pháp chọn mẫu đảm bảo đại diện và độ tin cậy cao. Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2007, sử dụng các công cụ thống kê như tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến sai và phân tích hồi quy tuyến tính để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố cấu trúc đến tính chất cơ lý.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2015 đến 2017, bao gồm khảo sát tài liệu, thực nghiệm, xử lý số liệu và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Khối lượng khăn: Khối lượng trung bình của khăn cắt vòng sợi (MK1) là 406,0 g/m², giảm 17,04% so với khăn không cắt vòng sợi (MK2) có khối lượng 475,2 g/m². Độ lệch chuẩn lần lượt là 14,52 và 8,81, hệ số biến sai dưới 4%, cho thấy kết quả có độ tin cậy cao.

  2. Độ bền kéo đứt và độ giãn đứt: Khăn cắt vòng sợi có độ bền kéo đứt theo chiều dọc và ngang thấp hơn khăn không cắt vòng sợi khoảng 10-15%. Độ giãn đứt tương đối của MK1 cũng giảm nhẹ so với MK2, phản ánh sự thay đổi cấu trúc do xén vòng sợi.

  3. Độ bền xé rách: Độ bền xé rách của khăn cắt vòng sợi giảm khoảng 12% so với khăn không cắt vòng sợi, do cấu trúc vòng sợi bị cắt làm giảm liên kết sợi, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực xé.

  4. Độ mao dẫn nước: Khăn cắt vòng sợi có độ mao dẫn nước cao hơn đáng kể so với khăn không cắt vòng sợi, đặc biệt theo chiều dọc. Sau 10 phút, chiều cao mao dẫn của MK1 đạt khoảng 45 mm, trong khi MK2 chỉ đạt khoảng 35 mm, tăng khoảng 28,6%. Điều này chứng tỏ xén vòng sợi làm tăng khả năng thấm hút nước.

  5. Độ thoáng khí: Độ thoáng khí của khăn cắt vòng sợi cao hơn khoảng 20% so với khăn không cắt vòng sợi, với giá trị trung bình lần lượt là 150 lít/m².s và 125 lít/m².s, góp phần cải thiện cảm giác thoáng mát khi sử dụng.

Thảo luận kết quả

Sự giảm khối lượng và độ bền cơ học của khăn cắt vòng sợi là hệ quả trực tiếp của việc xén vòng sợi, làm giảm khối lượng sợi trên bề mặt và làm thay đổi cấu trúc liên kết sợi. Tuy nhiên, sự tăng đáng kể về độ mao dẫn nước và độ thoáng khí cho thấy công nghệ cắt vòng sợi cải thiện hiệu quả chức năng thấm hút và thông thoáng của khăn, phù hợp với nhu cầu sử dụng khăn mềm mại, hút nước tốt.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng nâng cao tính năng thấm hút bằng cách điều chỉnh cấu trúc vòng sợi và mật độ sợi ngang. Biểu đồ so sánh khối lượng, độ bền kéo đứt, độ mao dẫn và độ thoáng khí minh họa rõ sự khác biệt giữa hai mẫu khăn, giúp trực quan hóa ảnh hưởng của công nghệ cắt vòng sợi.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc tối ưu hóa công nghệ sản xuất khăn bông, nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng yêu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu hóa chiều cao vòng sợi sau cắt: Điều chỉnh chiều cao vòng sợi xén khoảng 2 mm để cân bằng giữa độ mềm mại, khả năng thấm hút và độ bền cơ học. Thực hiện trong vòng 6 tháng, do bộ phận kỹ thuật sản xuất.

  2. Kiểm soát mật độ sợi ngang và dọc: Tăng cường kiểm soát mật độ sợi ngang trong khoảng 160-170 sợi/10cm để duy trì độ mao dẫn nước và độ thoáng khí tối ưu. Áp dụng trong quy trình sản xuất hàng năm, do phòng kỹ thuật và quản lý chất lượng.

  3. Nâng cao chất lượng dao xén và bảo trì máy móc: Đầu tư dao xén chất lượng cao, bảo trì định kỳ máy xén vòng sợi để đảm bảo độ chính xác và đồng đều của quá trình cắt, giảm hao hụt sợi. Thực hiện liên tục, do bộ phận bảo trì và đầu tư thiết bị.

  4. Đào tạo nhân viên vận hành máy xén: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành và điều chỉnh máy xén vòng sợi, nâng cao tay nghề và nhận thức về chất lượng sản phẩm. Thời gian đào tạo 3 tháng, do phòng nhân sự phối hợp với kỹ thuật.

  5. Nghiên cứu mở rộng nguyên liệu pha trộn: Khuyến khích nghiên cứu sử dụng các loại sợi tự nhiên và nhân tạo như sợi tre, sợi đậu nành để đa dạng hóa sản phẩm khăn, nâng cao tính năng kháng khuẩn và thân thiện môi trường. Thực hiện trong 1-2 năm, do phòng nghiên cứu và phát triển.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Doanh nghiệp sản xuất khăn bông: Nắm bắt công nghệ cắt vòng sợi và các đặc tính cơ lý để cải tiến sản phẩm, nâng cao chất lượng và cạnh tranh trên thị trường.

  2. Chuyên gia và kỹ sư công nghệ dệt may: Áp dụng kiến thức về cấu trúc vải nổi vòng và công nghệ xén vòng sợi trong thiết kế và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

  3. Nhà quản lý ngành dệt may và xuất khẩu: Hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khăn bông, từ đó xây dựng chiến lược phát triển sản phẩm và thị trường phù hợp.

  4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành công nghệ vật liệu dệt may: Tham khảo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, xử lý số liệu và phân tích kết quả trong lĩnh vực vật liệu dệt may.

Câu hỏi thường gặp

  1. Khăn cắt vòng sợi khác khăn không cắt vòng sợi như thế nào?
    Khăn cắt vòng sợi có một mặt vòng sợi bị xén tạo bề mặt như vải nhung, tăng độ mềm mại và khả năng thấm hút nước, trong khi khăn không cắt vòng sợi có vòng sợi nổi đều hai mặt, bề mặt thô hơn.

  2. Ảnh hưởng của công nghệ cắt vòng sợi đến độ bền khăn ra sao?
    Cắt vòng sợi làm giảm khối lượng và độ bền kéo đứt, độ bền xé rách do mất một phần sợi trên bề mặt, nhưng vẫn đảm bảo độ bền đủ dùng cho các ứng dụng thông thường.

  3. Làm thế nào để đo độ mao dẫn nước của khăn?
    Đo bằng phương pháp treo mẫu vải thẳng đứng, ngâm một đầu trong dung dịch thuốc nhuộm, đo chiều cao đoạn vải bị thấm ướt sau các khoảng thời gian nhất định theo tiêu chuẩn AATCC 197-2012.

  4. Tại sao độ thoáng khí của khăn cắt vòng sợi cao hơn?
    Do cấu trúc vòng sợi bị xén tạo ra các khe hở nhỏ trên bề mặt, giúp không khí dễ dàng lưu thông qua khăn, tăng cảm giác thoáng mát khi sử dụng.

  5. Có thể áp dụng công nghệ cắt vòng sợi cho các loại sợi khác ngoài bông không?
    Có thể, công nghệ này phù hợp với nhiều loại sợi tự nhiên và nhân tạo như polyester, tre, đậu nành, tuy nhiên cần điều chỉnh thông số kỹ thuật phù hợp với đặc tính từng loại sợi.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định và so sánh thành công các tính chất cơ lý của khăn cắt vòng sợi và khăn không cắt vòng sợi, với các chỉ tiêu khối lượng, độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, độ bền xé, độ mao dẫn nước và độ thoáng khí.
  • Khăn cắt vòng sợi có khối lượng và độ bền cơ học thấp hơn nhưng bù lại có khả năng thấm hút nước và độ thoáng khí cao hơn đáng kể.
  • Công nghệ cắt vòng sợi góp phần nâng cao chất lượng khăn bông, đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc tối ưu hóa công nghệ sản xuất khăn bông tại Việt Nam.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và đào tạo nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất khăn cắt vòng sợi trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên áp dụng kết quả nghiên cứu để cải tiến sản phẩm khăn bông, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng về nguyên liệu và công nghệ sản xuất nhằm nâng cao giá trị gia tăng cho ngành dệt may Việt Nam.