Nghiên cứu ảnh hưởng của tính hấp thụ và thải hồi ẩm của một số loại vải dệt kim đến tính tiện nghi của quần áo

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Khái quát chung về cơ thể con người, quần áo, môi trường và vùng vi khí hậu 10 1 Cơ thể con người

Con người có khả năng duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định trong các điều kiện thời tiết khác nhau, đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và tỏa nhiệt Điều này rất quan trọng vì hoạt động của các phản ứng sinh hóa trong cơ thể phụ thuộc vào nhiệt độ Các loại men trong tế bào hoạt động hiệu quả nhất ở nhiệt độ tối ưu 37°C; nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể gây ra những biến đổi nguy hại cho sự sống.

Khi đề cập đến nhiệt độ cơ thể, cần phân biệt giữa nhiệt độ bên trong và nhiệt độ bề mặt da Nghiên cứu của Giancoli cho thấy, ở độ sâu 4cm, nhiệt độ bề mặt da là 34°C, trong khi nhiệt độ bên trong cơ thể là 37°C.

Nhiệt độ bình thường của cơ thể người là 37°C, và khi nhiệt độ tăng lên 37,8°C, cơ thể bắt đầu tiết mồ hôi Nếu nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn ngưỡng này, có thể cho thấy cơ thể đang gặp nguy hiểm tùy thuộc vào mức độ.

Cơ thể con người được xem là một hệ thống điều chỉnh thân nhiệt hoàn hảo nhờ vào hai bộ phận quan trọng: lớp da và vùng não điều khiển thân nhiệt.

Hình 1.1 Phản ứng sinh lý và nhiệt độ cơ thể [16]

Da là cơ quan chính của hệ bài tiết, có vai trò bảo vệ cơ thể khỏi tác động xấu từ môi trường Chức năng chính của da bao gồm điều hòa thân nhiệt, giữ nhiệt độ cơ thể ở mức 37°C, cảm nhận nhiệt độ, và tổng hợp vitamin B và D Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt da của con người có sự khác biệt tùy thuộc vào vị trí trên cơ thể, với nhiệt độ giảm dần khi xa tim Ví dụ, một nghiên cứu của Freitas cho thấy nhiệt độ da chỉ tăng 2,5°C sau 3 giờ ở trong phòng nóng, trong khi ở điều kiện bình thường, nhiệt độ da dao động từ 32-35°C.

Theo Glenn Elert, nhiệt độ bề mặt da của con người chịu ảnh hưởng từ nhiệt độ không khí và thời gian tiếp xúc với môi trường xung quanh Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cảm giác nhiệt của cơ thể.

Thời tiết lạnh và độ ẩm cao là nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt da Nhiệt độ bề mặt da của người thường khoảng 33°C, và da có khả năng cảm nhận nóng lạnh, nhưng không bao giờ thấp hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, ngay cả khi có gió Cơ thể con người có cơ chế điều hòa thân nhiệt để thích nghi với sự biến đổi nhiệt độ môi trường Khi nhiệt độ môi trường cao, da sẽ tiết mồ hôi để làm mát, trong khi khi trời lạnh, da sẽ tự động điều chỉnh để tăng nhiệt độ cơ thể và bề mặt da.

Trạng thái cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và tỏa nhiệt trong cơ thể được duy trì nhờ các cơ chế điều tiết tinh vi, chia thành hai nhóm: điều tiết hóa học và điều tiết vật lý Điều tiết hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nhiệt, đặc biệt khi môi trường lạnh, các phản ứng thiêu đốt trong cơ thể sẽ được tăng cường, bắt đầu từ các cơ và sau đó có thể lan đến nội tạng Ngoài ra, nhiệt còn được sinh ra từ các hoạt động cơ bắp có ý thức như chạy, nhảy, lao động chân tay, hoặc vô thức như hiện tượng run rẩy khi lạnh và nổi gai ốc.

Qua các quá trình sinh nhiệt trong cơ thể, một lượng nhiệt được tạo ra và truyền ra mặt da Nhiệt này được dẫn truyền qua các mô và chủ yếu được vận chuyển nhờ hệ tuần hoàn thông qua quá trình đối lưu.

Từ bề mặt da, nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh bằng các cách như: bốc hơi, dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ (hình 1.2)

Khi nhiệt độ cơ thể cao hơn nhiệt độ không khí, cơ chế tỏa nhiệt chủ yếu là bức xạ Tuy nhiên, việc mặc quần áo sẽ làm giảm lượng nhiệt mà cơ thể tỏa ra.

Hệ số dẫn nhiệt của không khí thấp dẫn đến sự dẫn nhiệt từ bề mặt da qua lớp không khí giữa da và quần áo không đáng kể Tuy nhiên, khi lớp không khí này ẩm ướt và hình thành lớp nước trên da, lượng nhiệt dẫn truyền sẽ tăng mạnh Gió làm tăng cường quá trình đối lưu bằng cách đưa lớp không khí nóng ra xa khỏi cơ thể.

Khi mặc quần áo, hiệu quả đối lưu nhiệt sẽ giảm, do lớp không khí giữa da và quần áo ổn định hơn so với không khí bên ngoài.

Hình 1.2 Các cách tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh từ bề mặt da [9]

Khi nhiệt độ môi trường tăng, cơ thể chủ yếu tỏa nhiệt qua bốc hơi mồ hôi, trong khi các phương pháp tỏa nhiệt khác như bức xạ và dẫn nhiệt gần như ngừng hoạt động Do đó, quá trình bốc hơi nước trở thành yếu tố quan trọng để duy trì cân bằng nhiệt của cơ thể trong điều kiện quá nóng.

Quần áo bao gồm nhiều lớp vật liệu che phủ cơ thể, cho phép truyền nhiệt, hơi nước, nước và không khí Cấu trúc, kích thước và vật liệu của quần áo ảnh hưởng đến mức độ của các quá trình này Lớp không khí giữa quần áo và da, cùng với không khí giữa các lớp vải, tạo thành một lớp vỏ giúp điều chỉnh thân nhiệt trong các điều kiện mà cơ thể không thể tự điều chỉnh.

1.1.3 Môi trường Điều kiện môi trường là điều kiện mà cơ thể được đặt vào, đó là môi trường địa lý và môi trường làm việc Điều kiện môi trường được đặc trưng bằng các thông số:

14 nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí và tốc độ gió Còn điều kiện môi trường địa lý được đặc trưng bằng điều kiện khí hậu

Khái quát chung về tính tiện nghi của quần áo

Khi con người mặc quần áo, họ trải nghiệm nhiều cảm giác khác nhau qua các giác quan Thị giác giúp cảm nhận màu sắc, ánh sáng, kết cấu và kiểu dáng của trang phục Xúc giác mang đến cảm nhận về nhiệt độ, độ ẩm, áp lực và bề mặt của vải, từ mịn màng đến thô ráp Khứu giác cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên trải nghiệm tổng thể khi mặc quần áo.

Các giác quan của con người, như khứu giác và thính giác, đóng vai trò quan trọng trong việc cảm nhận quần áo, từ mùi hương dễ chịu đến âm thanh khi chúng cọ sát Sự tiện nghi của người mặc được thể hiện qua những cảm nhận này, phản ánh trạng thái thoải mái và hài hòa giữa con người và môi trường Nhiều nghiên cứu đã định nghĩa "tiện nghi" là trạng thái dễ chịu về sinh lý, tâm lý và vật lý, với mục tiêu giảm thiểu thời gian không tiện nghi Môi trường xung quanh được xác định là yếu tố quan trọng trong cảm nhận tiện nghi, với ba khía cạnh chính cần được xem xét.

Sự tiện nghi về sinh lý liên quan đến khả năng duy trì cuộc sống của con người, đặc biệt là sự cân bằng nhiệt Điều này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa sự sinh nhiệt và mất nhiệt của cơ thể, với các hệ thống liên quan như hệ tim mạch, hệ xương và cơ, hệ thần kinh trung ương, hệ hô hấp, và hệ tiêu hóa Cơ chế điều chỉnh nhiệt liên quan đến năm hệ thống này giúp cơ thể chống lại nhiệt độ cao thông qua các phản ứng như thoát mồ hôi và giãn mạch máu.

Sự tiện nghi về tâm lý phản ánh khả năng của tinh thần trong việc duy trì sự hài lòng của con người thông qua các hỗ trợ bên ngoài Nhận thức của con người diễn ra qua các giác quan, trong khi nhận thức chủ quan là một quá trình tâm lý Mỗi cá nhân cần những trang phục với chất liệu, màu sắc và thiết kế đặc trưng để cảm thấy tự tin và thoải mái trong vai trò mà họ đảm nhận.

Sự tiện nghi về vật lý liên quan đến cảm nhận và cảm giác của cơ thể con người, chịu ảnh hưởng bởi quần áo và môi trường xung quanh.

Cơ thể người và quần áo tiếp xúc tạo ra lực tác động cơ học lên bề mặt da, gây áp lực và nhiệt độ cao Sự đối lưu không khí và bức xạ nhiệt diễn ra khi dòng nhiệt di chuyển từ vùng có nhiệt độ cao sang vùng có nhiệt độ thấp.

Mỗi người có những cảm nhận khác nhau về môi trường xung quanh, và điều này ảnh hưởng đến cách họ trải nghiệm nhiệt độ, độ ẩm và sự tiếp xúc Ngưỡng cảm nhận của con người không đồng nhất, dẫn đến sự đa dạng trong phản ứng với các yếu tố môi trường.

Sự cảm nhận về thay đổi nhiệt độ và độ ẩm trên bề mặt da của cơ thể người phụ thuộc vào dòng nhiệt và dòng ẩm đi vào hoặc thoát ra từ cơ thể và quần áo Những yếu tố này biến đổi theo nhiệt độ, thời gian và có mức độ khác nhau, ảnh hưởng đến cảm giác thoải mái của con người.

Cảm nhận tiếp xúc cơ học của cơ thể con người với các vật thể bên ngoài diễn ra trong nhiều hoạt động như nằm, ngồi, và đi lại Sự tương tác này bao gồm việc quần áo tiếp xúc với cơ thể ở những vị trí khác nhau, ảnh hưởng đến trải nghiệm và cảm giác của người mặc.

Tất cả ba khía cạnh của sự tiện nghi đều quan trọng như nhau và diễn ra độc lập, nhưng con người sẽ cảm thấy không thoải mái nếu thiếu bất kỳ một trong số đó.

Sự tiện nghi được định nghĩa là trạng thái của con người khi không cảm thấy đau đớn hay khó chịu Đây là một khái niệm được chấp nhận rộng rãi, thể hiện sự thoải mái và hài lòng trong cuộc sống.

Sự tiện nghi trong quần áo là một vấn đề phức tạp và đa chiều, đòi hỏi nghiên cứu sâu về các cơ chế của các quá trình liên quan Những nghiên cứu này không chỉ giúp dự báo tính tiện nghi khi mặc mà còn có vai trò quan trọng trong sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và cải thiện chất lượng cuộc sống của con người.

Tính tiện nghi nhiệt ẩm của quần áo

Sự tiện nghi về nhiệt ẩm ảnh hưởng lớn đến cảm giác của người mặc, bao gồm cảm giác khô thoáng hay oi bức khi mặc quần áo Cảm giác này xuất hiện khi mồ hôi thoát ra nhiều, dẫn đến tình trạng quần áo bị nhớt, bí, hoặc dính Các cơ quan nhận cảm nhiệt trên da đóng vai trò quan trọng trong việc cảm nhận những trạng thái này, và chúng chịu ảnh hưởng bởi độ dày và độ xốp của vải Sự tương tác giữa cơ thể và môi trường xung quanh cũng liên quan mật thiết đến quá trình trao đổi nhiệt.

Cảm giác về nhiệt và độ ẩm khi mặc quần áo liên quan đến khả năng truyền dẫn của chúng, bao gồm khả năng truyền nhiệt, truyền ẩm và thẩm thấu không khí Những yếu tố này bị ảnh hưởng bởi kiểu dệt, độ rỗng, cũng như khả năng truyền nhiệt qua sợi và lớp không khí xen kẽ trong vải.

Tính hấp thụ ẩm và thải hồi ẩm của vải

1.4.1 Khái quát chung về tính hấp thụ ẩm và thải hồi ẩm của vật liệu dệt

Vật liệu dệt có khả năng hấp thụ hơi, khí và chất lỏng từ môi trường xung quanh, đồng thời thải hồi chúng trở lại, thể hiện tính hút ẩm Sau khi hấp thụ, vật liệu dệt sẽ thay đổi về kích thước, khối lượng, tính chất cơ lý và một số đặc tính khác Quá trình hấp thụ này diễn ra dưới nhiều dạng khác nhau.

Hấp thụ bề mặt (hấp phụ): Là quá trình các chất (hơi nước, khí, các chất lỏng) thấm vào mặt ngoài của vật liệu

Hấp thụ thể tích (hấp thụ): Các chất hấp thụ thấm sâu vào bên trong kết cấu của vật liệu

Thải hồi: Là quá trình ngược lại với hấp thụ (khử hấp thu) Khi đó, các chất hấp thụ từ vật liệu dệt tỏa ra môi trường xung quanh

Quá trình hấp thụ bề mặt và hấp thụ thể tích diễn ra song song nhưng với tốc độ khác nhau, trong đó chất hấp thụ được hút vào bề mặt vật liệu nhanh hơn so với việc thẩm thấu vào bên trong Các phần tử cấu tạo nên vật thể tương tác với nhau thông qua các lực như lực Van der Waals và lực hydro Sự không cân bằng trong lực liên kết giữa các phân tử ở lớp trong và lớp ngoài của vật thể dẫn đến hiện tượng hấp thụ.

Khi vật liệu dệt đạt đến mức độ hấp thụ tối đa, nó sẽ ở trạng thái cân bằng hấp thụ Trong giai đoạn này, các phần tử như hơi nước trên bề mặt vật liệu không ổn định, dẫn đến một phần chất hấp thụ sẽ tách ra khỏi bề mặt.

21 vật thể, khi đó lại có các phân tử mới đến thay thế Hiện tượng này tạo nên trạng thái cân bằng dao động

Quá trình hấp thụ hơi nước của vật liệu dệt cho thấy rằng khi đạt đến trạng thái cân bằng, độ ẩm trong vật liệu sẽ ổn định Tuy nhiên, việc các phân tử hơi nước thâm nhập vào cấu trúc vật liệu hoặc thoát ra môi trường xung quanh diễn ra với tốc độ chậm.

Để đảm bảo tính chính xác trong thí nghiệm, việc giữ mẫu vật liệu trong môi trường không khí chuẩn là rất quan trọng do ảnh hưởng của lượng hơi nước đến các tính chất của xơ và sợi Đối với các nước ôn đới, nhiệt độ cần duy trì ở 20 ± 2°C và độ ẩm tương đối là 65 ± 2%, trong khi đối với các nước nhiệt đới, nhiệt độ là 25 ± 2°C với độ ẩm tương đối cũng là 65 ± 2% Sau 24 giờ, vật liệu sẽ đạt được độ ẩm cân bằng cần thiết.

Khi vật liệu (xơ, sợi) được giữ trong môi trường có độ ẩm gần 100% và nhiệt độ 20°C trong thời gian dài, chúng sẽ đạt độ ẩm cực đại và xảy ra hiện tượng trương nở, tức là tăng thể tích Do cấu trúc không đẳng hướng, xơ dệt nở ngang nhiều hơn giãn dài Khi tiếp xúc với chất lỏng, vật liệu dệt giữ lại những giọt nhỏ trong khoảng trống giữa các xơ hoặc sợi, khối lượng chất lỏng bị giữ thường gấp 2-3 lần khối lượng vật liệu Sau đó, các phân tử chất lỏng bắt đầu hấp thụ vào bề mặt xơ, dẫn đến hiện tượng khuếch tán, trong đó phân tử chất lỏng xâm nhập vào polymer và ngược lại Quá trình khuếch tán diễn ra dễ dàng hơn với phân tử chất lỏng nhỏ, khiến vật liệu nở ra ở giai đoạn đầu của quá trình này.

Khi hấp thụ hơi nước, hầu hết các loại xơ dệt sẽ bị trương nở, dẫn đến sự gia tăng đáng kể kích thước ngang của xơ, trong khi chiều dài của xơ chỉ tăng lên không đáng kể Đôi khi, xơ có thể co lại theo chiều dọc do trước khi hút ẩm, nó đã ở trong trạng thái không cân bằng và chưa ổn định về cấu trúc Sự nở này phản ánh sự yếu liên kết trong cấu trúc của xơ.

22 trúc phân tử, cấu trúc trở lại trạng thái cân bằng nên phải co ngắn, trong khi bề ngang vẫn nở ra

Quá trình hấp thu và thải hồi diễn ra liên tục, với tốc độ ngày càng chậm lại khi tiến gần đến trạng thái cân bằng Sau một thời gian dài, vật liệu sẽ đạt được trạng thái cân bằng ổn định.

Quá trình hấp thu bao gồm hai giai đoạn: hấp thu bề mặt và hấp thu vào bên trong Giai đoạn hấp thu vào bên trong diễn ra chậm, vì vậy để đạt được trạng thái cân bằng ẩm, cần giữ vật liệu ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không khí ổn định trong vòng 12 giờ.

Khi làm khô, vật liệu sẽ thải ra nước ở dạng:

- Tự do (loại nước nằm ở chỗ trống, bị giữ một cách cơ học)

- Liên kết phân tử (loại nước bị polymer hút do lực tĩnh điện)

- Hydrat hóa (loại kết hợp hóa học)

1.4.2 Các đặc trưng thường được sử dụng để đánh giá tính hấp thụ ẩm và thải hồi ẩm của vải

1.4.2.1 Độ hút ẩm của vải Độ hút ẩm H a100 tại môi trường ẩm 100% đo qua các khoảng thời gian được tính bằng: H a100 = W i – W 0 (%) (1-1) Trong đó: W 0 là độ ẩm thực tế ban đầu của mẫu, thường được đo trong môi trường không khí ẩm 65%

W i là độ ẩm của mẫu tại môi trường ẩm

Để xác định độ ẩm của mẫu vải, trước tiên, mẫu vải được cân và cho vào bình kín chứa nước nhằm tạo môi trường ẩm với độ ẩm xấp xỉ 100% Sau các khoảng thời gian 0,5; 1,0; 3,5 và 24 giờ, mẫu được cân lại để ghi nhận các khối lượng Gi Tiếp theo, mẫu được chuyển vào bình kín chứa calci clorur khan để tạo môi trường khô với độ ẩm xấp xỉ 0%, và cũng được cân lại sau các khoảng thời gian tương tự để thu thập khối lượng Cuối cùng, tất cả các mẫu đều được sấy khô đến khi đạt khối lượng không đổi Gk Độ ẩm của mẫu được tính theo công thức W i = 100 (1-2).

Theo [10], với cùng loại thành phần xơ, cùng một lượng nước, loại sợi nào mảnh hơn sẽ hút nước nhanh hơn

Nghiên cứu này chưa đề cập đến việc tính toán độ hút ẩm của vải trong các điều kiện môi trường ẩm cụ thể, điều này rất quan trọng trong thực tế cuộc sống hàng ngày.

1.4.2.2 Độ thải ẩm của vải Độ thải ẩm [1] trong môi trường không khí khô (φ = 0%) được tính theo công thức: T a0 = W 24 (%) (1-3) Trong đó:

W 24 là độ ẩm tối đa sau 24 giờ giữ mẫu trong môi trường không khí khô là độ ẩm của mẫu khi làm khô

Theo tiêu chuẩn vệ sinh, vải may mặc sát người cần đạt độ ẩm tối đa W100 và độ hút ẩm H a100 cao, đồng thời có tốc độ thải ẩm chậm Điều này giúp bảo vệ cơ thể con người khỏi những tác động tiêu cực từ môi trường Tuy nhiên, loại vải có khả năng hút ẩm cao thường khô chậm.

Trong thực tế, quần áo không được làm khô trong môi trường không khí khô hoàn toàn (φ = 0%), mà thường được làm khô trong các điều kiện khí hậu khác nhau tùy theo mùa.

Vải và sản phẩm dệt không chỉ cần có khả năng hút thải hơi ẩm mà còn phải chú ý đến tính chất hút ngấm nước Điều này rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu sinh lý của con người trong sinh hoạt hàng ngày, như vải giặt cần thấm nước và vải mặc cần thấm mồ hôi và bay hơi Độ hút nước của vật liệu được xác định bằng lượng nước mà nó hút được khi hoàn toàn ngâm trong nước, và được tính theo công thức H n (%).

H n = 100 [%] (1-4) Trong đó: G n là khối lượng mẫu sau khi nhúng vào nước (g)

G là khối lượng ban đầu của mẫu 30x30mm trước khi nhúng nước, bằng 9/16 khối lượng ban đầu của mẫu 40x40mm trước khi nhúng nước (g)

Nếu lượng nước hút thêm trên đơn vị diện tích, ta có dung lượng nước D n (g/m2):

Trong đó: F là diện tích mẫu vải ngấm nước (mm 2 )

G 1 là khối lượng một mét vuông vải (g)

Toàn bộ lượng nước đã ngấm và hút thêm L n (%) của mẫu sẽ bằng:

Trong đó G k là khối lượng mẫu sau khi sấy khô (g)

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu cho thấy 80% phụ nữ và 83% đàn ông coi tính tiện nghi là yếu tố quan trọng nhất khi lựa chọn trang phục Tính tiện nghi mang lại sự hài hòa về sinh lý, tâm lý và vật lý giữa người mặc và môi trường Do đó, mục tiêu của luận văn là nghiên cứu ảnh hưởng của khả năng hấp thụ và thải hồi ẩm của một số loại vải dệt kim đến tính tiện nghi của quần áo, đặc biệt là tính tiện nghi về nhiệt và ẩm của các mẫu vải dệt kim dùng cho trang phục sát người Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ các nhà sản xuất vải thiết kế sản phẩm đáp ứng nhu cầu mặc, giúp nhà sản xuất trang phục lựa chọn vật liệu và kiểu dáng phù hợp, đồng thời giúp người tiêu dùng chọn lựa quần áo sát người để duy trì thân nhiệt, ngăn ngừa bệnh về da và mang lại sự thoải mái.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Ngày nay, ngành dệt may trên thế giới đã phát triển mạnh mẽ nhờ vào khoa học, kỹ thuật và công nghệ, dẫn đến sự ra đời của nhiều loại vải mới với chất liệu và công nghệ hoàn tất đa dạng Tuy nhiên, các chất liệu truyền thống như bông và vải pha bông vẫn được ưa chuộng, đặc biệt trong việc may quần áo sát người nhờ vào những ưu điểm nổi bật của chúng.

Luận văn nghiên cứu chọn loại vải dệt kim đan ngang với chất liệu cotton, cotton pha spandex và cotton pha polyester Để đảm bảo tính thực tế của kết quả nghiên cứu, 8 mẫu vải được lựa chọn là những loại vải đang được sử dụng phổ biến và phù hợp cho việc may quần áo mặc sát.

Bài viết đề cập đến 47 mẫu vải được lựa chọn từ các loại vải đang được sử dụng để sản xuất quần áo sát người của Công ty Cổ phần dệt may Hà Nội (Hanosimex) và Công ty TNHH một thành viên Dệt kim Đông Xuân (Doximex) Thông số kỹ thuật của 8 mẫu vải này được cung cấp bởi phòng thí nghiệm của các nhà sản xuất và được thể hiện trong bảng 2.1.

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của vải thí nghiệm

Mật độ (vòng sợi/100mm)

Nhà sản xuất Dọc Ngang

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài của luận văn được thực hiện với phương pháp thực nghiệm và phương pháp xử lý số liệu

Phương pháp thực nghiệm được áp dụng để xác định các đặc trưng quan trọng của vải như độ hút ẩm, độ thoát ẩm, độ thải ẩm, độ mao dẫn và độ thoáng khí Các phương pháp này được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn của Việt Nam và quốc tế, đồng thời điều chỉnh một số điểm để phù hợp với mô hình sử dụng thực tế của quần áo.

Phương pháp xử lý số liệu được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm Microsoft Excel để xây dựng hàm thực nghiệm từ các số liệu thu được Qua đó, các mối liên hệ và đặc trưng của mẫu vải liên quan đến khả năng hấp thụ và thải hồi ẩm của vải được xác định một cách chính xác.

Nội dung nghiên cứu

Luận văn này tập trung vào nghiên cứu các tính chất của vải may quần áo sát người, bao gồm tính hút ẩm, thoát ẩm, độ mao dẫn và độ thoáng khí Qua việc phân tích các đặc trưng của từng mẫu vải, nghiên cứu sẽ chỉ ra ảnh hưởng của những tính chất này đến tính tiện nghi của vải trong việc may trang phục.

Trước khi sử dụng, quần áo thường được giặt sạch để loại bỏ hồ và tạp chất còn lại trên vải Do đó, các mẫu vải được giặt một lần bằng máy theo chế độ giặt thường và phơi khô dưới ánh nắng trước khi tiến hành thí nghiệm.

2.4.1 Xác định các đặc tính hấp thụ và thải hồi ẩm của các mẫu vải

Các đặc tính hấp thụ và thải hồi ẩm của các mẫu vải được xác định bao gồm: độ hút ẩm, độ thoát ẩm qua vải, độ thải ẩm

Tính hút ẩm và thải hồi ẩm của vải ảnh hưởng lớn đến sự tiện nghi của quần áo Do đó, nghiên cứu thực nghiệm sẽ được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 1750 – 86 để xác định độ ẩm và TCVN 5091 – 90 để đảm bảo tính chính xác trong quá trình kiểm tra.

Có 49 phương pháp để xác định độ hút hơi nước của vải, đồng thời đã điều chỉnh một số chi tiết để phù hợp hơn với thực tế sử dụng quần áo Những thay đổi này được thực hiện dựa trên điều kiện sử dụng thực tế của quần áo khi mặc sát người.

Quần áo chưa sử dụng cần được bảo quản cẩn thận, vì khả năng hút ẩm và thải hồi ẩm của vải phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không khí xung quanh.

Khi quần áo được mặc sát người, khả năng hút ẩm và thải hồi ẩm của vải bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm của da, cũng như điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không khí xung quanh Nhiệt độ da trên cơ thể con người khác nhau tùy vị trí, giảm dần từ tim ra các vùng xa hơn, với nhiệt độ trung bình dao động trong khoảng 32-34 độ C.

Các thực nghiệm nhằm xác định khả năng hấp thụ và thải hồi ẩm của các mẫu vải được tiến hành dưới hai điều kiện: Điều kiện 1 là truyền ẩm đẳng nhiệt, với nhiệt độ không khí ở hai phía của mẫu vải bằng nhau và tương đương với nhiệt độ môi trường Điều kiện 2 là truyền ẩm không đẳng nhiệt, trong đó một phía của mẫu vải có nhiệt độ từ 32-34 độ C, tương ứng với nhiệt độ trung bình của cơ thể người, còn phía kia tương ứng với nhiệt độ môi trường xung quanh Các phương tiện thí nghiệm, chuẩn bị mẫu và quy trình thực nghiệm đã được thực hiện theo các bước cụ thể.

Thực nghiệm 1: Xác định độ thoát hơi ẩm qua vải trong điều kiện tiêu chuẩn

Thực nghiệm này được xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn TCVN 1750 – 86: Phương pháp xác định độ ẩm và TCVN 5091 – 90: Phương pháp xác định độ hút hơi nước

Mô hình thí nghiệm độ thoát hơi ẩm của vải được thực hiện ở nhiệt độ 25 ± 2°C và độ ẩm tương đối 65 ± 2%, với tốc độ chuyển động của không khí là 0,1 m/s Thời gian thí nghiệm kéo dài 24 giờ, trong đó các khoảng thời gian được khảo sát là 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 12; 23,5 giờ.

24 giờ để xác định lượng ẩm đã được hấp thụ vào vải đồng thời đi xuyên qua vải và thoát ra môi trường

Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:

- Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t = 25 ± 2 0 C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86)

- Số mẫu thử của mỗi mẫu vải là 3

- Kích thước các mẫu thử là hình tròn có đường kính 6cm

- Các mẫu được đánh số để tránh nhầm lẫn

Cốc thử được thiết kế với nắp có lỗ tròn đường kính 3,5cm, giúp kiểm soát quá trình thử nghiệm Gioăng cao su giữa nắp và miệng cốc đảm bảo rằng hơi nước và không khí không thoát ra ngoài, cho phép hơi nước chỉ đi qua vải theo hướng vuông góc với bề mặt vải.

- Cân phân tích có màn hình hiện số (hình 2.3) Cân có độ chính xác tới 0,001g

- Dụng cụ đo nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh (hình 2.4)

* Các thông tin về các dụng cụ đo được trình bày ở phần phụ lục

- Xác định khối lượng ban đầu của cả 3 mẫu thử cho mỗi loại vải

- Xác định khối lượng của cốc thử

- Đổ 20ml nước cất vào cốc thử Đặt mẫu lên miệng cốc và vặn nút bên ngoài thật chặt để hơi nước chỉ đi qua miệng cốc

Để xác định khối lượng ban đầu, hãy đặt cốc, nước và mẫu vải lên cân điện tử Ghi lại khối lượng tổng thể của hệ thống (cốc, nước và mẫu vải) sau các khoảng thời gian 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 12; 23,5 và 24 giờ.

- Sau 24 giờ, lấy mẫu ra khỏi cốc và cân lại để xác định khối lượng của mẫu và lượng nước còn lại sau thí nghiệm

Hình 2.2 Cốc thử Hình 2.3 Cân phân tích

Hình 2.4 Dụng cụ đo nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh

Cách xử lý số liệu đo

Các số liệu thu được sau thực nghiệm sẽ xác định được hệ số thoát ẩm qua vải

H h [mg/cm 2 giờ] (1-8) Trong đó: G là lượng nước thoát ra khỏi mẫu vải (mg)

S là diện tích mẫu vải cho hơi nước thoát qua (cm 2 ) t là thời gian hơi nước qua mẫu vải (giờ)

Thí nghiệm 2: Xác định độ thoát hơi ẩm qua vải trong điều kiện mô phỏng quần áo được mặc trên cơ thể người

Mô hình thí nghiệm độ thoát hơi ẩm của vải được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ 32-34°C, với môi trường xung quanh có nhiệt độ 25±2°C và độ ẩm tương đối 65±2% Thời gian thực hiện thí nghiệm là 24 giờ, trong đó các khoảng thời gian được khảo sát là 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 12; 23,5 và 24 giờ Mục tiêu của nghiên cứu là xác định lượng ẩm hấp thụ vào vải cũng như lượng ẩm thoát ra ngoài qua vải.

Chuẩn bị mẫu thí nghiệm:

- Vải trước khi đưa vào thí nghiệm sẽ được để trong môi trường có nhiệt độ t = 25 ± 2 0 C và độ ẩm tương đối φ = 65 ± 2% ít nhất 24 giờ (theo TCVN 1748-86)

- Số mẫu thử của mỗi mẫu là 3

- Kích thước các mẫu thử là hình tròn có đường kính 6cm

- Các mẫu được đánh số để tránh nhầm lẫn

Cốc thử được thiết kế với nắp có lỗ tròn đường kính 35mm ở chính giữa, giúp dễ dàng tiếp cận mẫu bên trong Để đảm bảo sự kín khít, giữa nắp và thân cốc có gioăng cao su, giữ chặt cốc và nắp lại với nhau.

- Thiết bị hâm nóng Fatz (hình 2.6) có các mức điều chỉnh nhiệt độ cần hâm nóng

Để duy trì nhiệt độ ổn định cho nước trong cốc, thiết bị hâm nóng được thiết kế với các mức nhiệt độ 40, 70 và 100 độ C Ngoài ra, một cốc thủy tinh được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ, cùng với một mảnh xốp có đường kính 55mm và độ dày 6mm, giúp giữ nhiệt độ nước trong cốc ở mức 32 - 34 độ C.

- Cân phân tích có màn hình hiện số Cân có độ chính xác tới 0,001g

- Dụng cụ để xác định nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh

- Dụng cụ đo để xác định nhiệt độ của nước trong cốc thử (hình 2.7) Dụng cụ đo có độ chính xác ± 0,1 0 C, phạm vi đo từ 32 0 C đến 42 0 C

Hình 2.6 Thiết bị hâm nóng Fatz cho thực nghiệm độ thoát ẩm qua vải

Hình 2.7 Dụng cụ đo nhiệt độ

- Bật thiết bị hâm nóng Fatz, vặn nút điều chỉnh nhiệt độ cần giữ nóng ở mức 40 0 C Đặt cốc thủy tinh và dụng cụ giữ nhiệt vào trong thiết bị

Đổ 20ml nước cất vào cốc thử và vặn nắp lại Sau đó, đặt cốc thử cùng với nước vào thiết bị hâm nóng và giữ nguyên trong khoảng 1 giờ.

Sử dụng dụng cụ đo nhiệt độ để xác định nhiệt độ nước trong cốc thử Khi nước đạt nhiệt độ từ 32 đến 34 độ C, tiến hành thí nghiệm với các mẫu vải.