BỘ CÔNG NGHIỆP
PHÂN VIỆN DỆT MAY TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
****************

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY THÍ NGHIỆM
THỬ ĐỘ THOÁNG KHÍ CỦA VẢI

Chủ nhiệm đề tài: LÊ ĐẠI HƯNG

7838

07/4/2010

TP. HỒ CHÍ MINH - 2010
TPHCM 20092
Cơ quan chủ trì:
Phân viện dệt may
Địa chỉ 345/128A Trần Hưng Đạo
Q1, TP HCM
Tel: 08-39201396
Fax: 08-39202215
Cơ quan chủ quản
Bộ Công Thương
Địa chỉ: Số 25 Bà Triệu, Hà Nội
Tel: 04-3934935
Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo máy thí nghiệm thử độ thoáng khí của vải
Mã số: 124.09.RD/HD-KHCN
Thời gian thực hiện đề tài: 1/2009 đến 12/2009
Các đơn vị phối hợp thực hiện:
Chủ nhiệm đề tài: KS. Lê Đại Hưng Trưởng phòng NCTH Phân viện Dệt may
Các cộng tác viên:
Họ và tên Học hàm, học vị Cơ quan
1 Nguyễn văn Chất KS Cơ khí chế tạo máy Phân viện Dệt May
2 Nguyễn Thanh Tuyến KS Công nghệ dệt Phân viện Dệt May
3
PHẦN MỞ ĐẦU 4

chênh lệch áp suất giữa các bề mặt màng lọc khi sử dụng ) . Độ thoáng khí còn
được sử dụng để diễn tả khả năng thở của vải đã xử lý chống thấm nước hoặc
vải tráng phủ .
Trong lĩnh vực công nghiệp và quân đội, thông số độ thông khí được xem là một
trong những thông số căn bản để lựa chọn vật liệu dệt và là tiêu chí được quan
tâm khi mua nguyên liệu .
Trong lĩnh vực may mặc dân dụng, quần áo có 3 nhiệm vụ cơ bản quan trọng.
Nó vừa có tác dụng bảo vệ cơ thể khỏi cac điều kiện khí hậu đồng thời giúp tạo
vẻ đẹp bên ngoài . Nó không những bền, thời trang mà cần phải có tính tiện
nghi, phù hợp với sinh lý cơ thể, thoáng mát và vệ sinh . Tuỳ theo thời tiết và
mục đích sử dụng mà sản phẩm có độ thoáng khí khác nhau. Quần áo mặc ngoài
vào mùa đông cần có độ thoáng khí thấp, ngăn không cho không khí từ ngoài
xâm nhập vào cơ thể .
Quần áo phục vụ cho thể thao, đi bộ, chơi tennis, đạp xe…., cần có sự kiểm soát
độ ẩm, độ thoáng khí, tính giữ nhiệt khi vận động.
Độ thoáng khí là yếu tố chính để đánh giá tính vệ sinh của vải may mặc, đo
lường “khả năng thở “ của quần áo . Những năm gần đây, tính thoáng khí trở
nên một trong những chỉ tiêu cần thiết mà người tiêu dùng chọn để mua sản
phẩm.
Để đo lường độ thoáng khí của vải, người ta dùng những thiết bị đo lưu lượng
khí đi qua vải. Thiết bị đo lường thông số này đã được cải tiến liên tục và được 5
sản xuất ở nhiều nước nhằm đáp ứng nhu cấu ngày càng cao về chất lượng . Tuy
nhiên cho đến nay giá thành của thiết bị còn khá cao .
Mục tiêu :
 Nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy đo độ thoáng khí phù hợp các tiêu
chuẩn :TCVN 5092-90, ASTM D 737, ASTM D 3574, EN ISO
7231, EN ISO 9237, BS 5636,AFNOR G07-111, JISL 1096A


7
NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
I. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
I.1 Độ thẩm thấu thông khí (độ thoáng khí )
Là khả năng của vật liệu dệt cho không khí xuyên qua, được thể hiện bởi
lượng không khí xuyên qua 1 đơn vị diện tích của vật liệu dệt trong một
thời gian nhất định khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt mẫu.

HHhhhHhìnhhhhìnhHhh
HHH Hình 1. Độ thoáng khí của vải may mặc Hình 2. Độ thoáng khí của vải nhiều lớp


)
Lúc đó không khí có thể tích V(dm
3
) sẽ truyền qua chế phẩm có diện tích
F(m
2
) trong thời gian T(s), khi hiệu số áp suất P= P
1
-P
2
Từ đó, xác định được độ thẩm thấu không khí theo công thức :
K
p
= V/ F.T ( dm
3
/m
2
.s) (công thức 2) 9
- Hệ số thông khí phụ thuộc P, nên khi so sánh độ thông khí của vật liệu
dệt cần thực hiện trong điều kiện áp suất không khí cố định.
- Theo Rakhmatullin, giữa P và K
p
có mối liên hệ sau :
P= aK
p
+ bK
2

2
)(
b
Ea
S

(dm
3
/m
2
.s) (công thức 5)
Theo Arkhang helski:
K
50
= (100 +c – E
s
)
2
(dm
3
/m
2
.s) (công thức 6)
E
s
: độ chứa đầy bề mặt vải (%)
a, b, c : các hằng số phụ thuộc các loại vải 10

R37 tex/2 sợi
Vân chéo 2/2

254 33.9 29.1 204 177 7.1 11

Nhận xét :
Các mẫu vải có cùng cấu trúc nhưng khoảng trống trên mặt vải tạo thành lỗ lớn
thì có độ thoáng khí cao hơn những loại vải tương tự nhưng khoảng trống trên
mặt vải tạo thành có lỗ nhỏ hơn. Điều này phụ thuộc khoảng trống trên bề măt
Mật độ (sợi / cm) Độ chứa đầy Cấu trúc vải

Khối
lượng
(g/m
2

Dọc Ngang Dọc Ngang
Độ thông khí
(ml/sec/cmH
2
0)

Hopsack 2/2 261 34.6 30.6 209 186 8.5
Vân chéo 2/2

230 30.0 26.8 183 162 13.8
Hopsack 2/2 227 30.6 26.6 185 162 17.2

Các chuyên gia phân cấp độ thoáng khí theo CFM (Cubic feet per minute per
square meter ).
Cấp độ thoáng khí (5 CFM – 200 CFM) hoặc (0% - 90%)
CFM = 0 : Vải kháng gió 100%
CFM = 0 ÷ 3 :Vải may dù
CFM = 5 : Vải may áo Jacket, bảo vệ khí lạnh không xâm nhập vào cơ thể
nhưng kín gió
CFM = 15 – 20 : Vải may áo mặc hàng ngày
CFM = 15 – 40 : Áo Jacket dạng vải nỉ, giữ ấm nhưng có độ thoáng khí
Tham khảo biểu đồ độ thoáng khí cho những vải may sản phẩm dùng trong
thể thao : Hình 4. Hệ số thoáng khí dùng trong quần áo thể thao 13
I.2. Phương pháp xác định độ thoáng khí :
I.2.1 Phương pháp Frazier :
Nguyên lý : Thiết bị xác định độ thoáng khí hoạt động tự động và hiển thị số
theo phương thẳng đứng: xác định tỷ lệ của dòng khí theo phương thẳng góc
với bề mặt vải Hình 5: Nguyên lý xác định độ thoáng khí hoạt động tự động và hiển thị
số theo phương thẳng đứng

Những thiết bị và dụng cụ xác định độ thẩm thấu không khí của chế phẩm
dệt làm việc theo nguyên lý :


Dùng nước chảy từ bình 2 nối với ống 3 và bình 4 phía trên đặt
mẫu thí nghiệm 1. Hiệu số áp suất p đo bằng áp kế 5 (hình 1.2c)
Xác định thể tích không khí V(m
3
) truyền qua diện tích F(m
2
) của
mẫu sau thời gian T(s), từ đó tính được độ thẩm thấu không khí Kp theo
công thức: 16
K
p
= V/ F.T ( dm
3
/m
2
.s)
Thể tích không khí V truyền qua mẫu vải đo bằng lưu lượng kế 6 hoặc
bằng thể tích nước của bình 2 chảy xuống trong thời gian T hoặc tính theo
hiệu số áp suất h=P
1
-P
2
trước và sau tấm ngăn 7 đặt trong bình 4. Trong
trường hợp này xác định thể tích không khí theo công thức thực nghiệm
(Xcônnhicôp )
W=V/T =2.08.α.d
2

2
.s) (công thức )
Để xác định độ thẩm thấu không khí của vải (đặc biệt là vải kỹ thuật từ tơ thiên
nhiên, sợi hóa học…) còn dùng dụng cụ ATL- 2 (hình ) 17Hình 9. sơ đồ dụng cụ ATL – 2

Mẫu vải thí nghiệm dạng hình tròn 1 đặt vào ổ mắc mẫu 2 có diện tích lỗ bằng
10, 20, 50 và 100 cm
2
, phía trên đặt vòng nén 3
Khi quạt gió 4 làm việc sẽ hút gío qua mẫu vải dưới các áp suất trong giới hạn :
0 ÷ 30 mmH
2
0, 30÷100 mmH
2
0, 100÷200 mmH
2
0 thể hiện mức nước cất từ bình
13 dâng lên trên 3 ống nghiêng 12, giá trị mỗi vạch chia bằng 1mmH
2
0 .
Lưu lượng không khí truyền qua mẫu được xác định trên các ống 8, 9, 10, 11
tương ứng các giới hạn đó là 4÷40 lít/giờ, 20÷200 lít/giờ, 120÷1200 lít/giờ,
800÷8000 lít/giờ. Muốn vậy, vặn núm xoay 7 để phao 5 dâng lên trong ống sẽ
tìm được lưu lượng không khí phù hợp .

không đổi Hình 10: Nguyên lý Gurley

I.3 Tiêu chuẩn
1. TCVN 5092-90 : Phương pháp xác định độ thoáng khí
- Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của các loại
vải và một số sản phẩm dệt như bít tất, khăn.
- Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử : 19
 Bộ phận căng mẫu có diện tích thử : 10 cm
2
, 20 cm
2
, 50 cm
2
, 100
cm
2

 Đồng hồ đo thể tích khí có độ chính xác bằng 0.5 % giá trị giới hạn
của thang đo.
 Bộ phận điều chỉnh áp suất đảm bảo sự điều chỉnh chính xác áp
suất cần thiết.tối thiểu là 2mbar.
 Đồng hồ đo áp suất có vạch chia tới 50µbar hoặc nhỏ hơn đối với
khoảng đo từ 0 đến 2mbar hoặc nhỏ hơn đối với khoảng đo từ 0 tới
2mbar.
20

2. ASTM D 737 – 2004 : Air Permeability of textile fabrics
- Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của hầu hết
các loại vật liệu dệt : Vải dệt thoi, vải không dệt, vải may túi lọc, chăn, vải
tráng phủ, vải dệt kim, vải nhiều lớp….
- Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử :
 Bộ phận căng mẫu có diện tích thử : 38.3 cm
2
( hoặc 5cm
2
, 6.45cm
2
,
100 cm
2
)
 Lực kẹp mẫu : 50 ± 5N
 Vòng kẹp : làm bằng Neoprene, kích thước : có thể bao quanh khu
vực mẫu thử với bề dày 3mm và bề rộng là 20mm ( ngăn khí xuyên qua tại
miệng kẹp )
 Bộ phận điều chỉnh áp suất (áp kế ) có độ chính xác bằng ±2 % giá
trị giới hạn của thang đo.
 Sự chênh áp suất ( hiệu áp suất ) tối thiểu giữa 2 mặt mẫu thử được
qui định như sau : từ 100 Pa ÷ 2500Pa
 Lưu lượng kế đo lượng khí đi qua mẫu ( ft
3
/min/ ft

- Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử :
 Bộ phận căng mẫu có diện tích thử : 5 cm
2
, 20cm
2
, 50cm
2
, 100 cm
2

 Vòng kẹp : làm bằng cao su, có cùng kích thước với mẫu thử : có thể
bao quanh khu vực mẫu thử với bề dày 1÷2 mm (độ cứng 65 ÷70 IRHD )
 Bộ phận điều chỉnh áp suất (áp kế ) có độ chính xác bằng ±2 % giá
trị giới hạn của thang đo.
 Sự chênh áp suất ( hiệu áp suất ) giữa 2 bề mặt mẫu thử được qui
định như sau : từ 50 Pa ÷ 500Pa
 Lưu lượng kế đo lượng khí đi qua mẫu (dm
3
/min) hoặc l/min có độ
chính xác ±2%
 Sự chênh áp suất giữa 2 bề mặt mẫu thử được qui định như sau:
Là 100 Pa, khu vực thử là 20cm
2
( dùng cho sản phẩm may mặc )
Là 200 Pa, khu vực thử là 20cm
2
( dùng cho vải công nghiệp )
- Tính toán kết quả :
 Độ thoáng khí :
R=

Thể tích khí đo được (cmf)
A : Diện tích khu vực thử (cm
2
)
167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm
3
/min/cm
2
sang (mm/second)

4. JIS L 1096 -99 : Determination of the Air permeability of fabrics to air
- Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của hầu hết
các loại vật liệu dệt bao gồm vải công nghiệp dùng cho mục đích kỹ thuật,
vải không dệt, vải và sản phẩm may mặc
- Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử :
 Bộ phận căng mẫu có diện tích thử : 5 cm
2
, 20cm
2
, 50cm
2
, 100 cm
2

 Vòng kẹp : làm bằng cao su, có cùng kích thước với mẫu thử : có thể
bao quanh khu vực mẫu thử với bề dày 1÷2 mm (độ cứng 65 ÷70 IRHD )
 Bộ phận điều chỉnh áp suất (áp kế ) có độ chính xác bằng ±2 % giá
trị giới hạn của thang đo.
Hiệu áp suất đo trên diện tích thử là 50Pa, 100pa, 200Pa, và 500 Pa
 Sự chênh áp suất ( hiệu áp suất ) giữa 2 mặt mẫu thử được qui định

/min/cm
2
sang mm/second

 Trường hợp vải dệt có khoảng trống như mesh, vải lưới và vải
không dệt, độ thoáng khí :
R=
A
q
v
x 0.167
q
v :
Thể tích khí đo được (dm
3
/min)
A : Diện tích khu vực thử (cm
2
)
167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm
3
/min/cm
2
sang (mm/second)
I.4 THIẾT BỊ THỬ ĐỘ THOÁNG KHÍ
 Frazier low differential pressure air permeability tester

Hình 11 : Frazier low differential pressure air permeability tester