Thử nghiệm gia tốc Đánh giá độ bền vật liệu vải dệt

1. Đặt vấn đề:

Vật liệu vải dệt là một loại vật liệu linh hoạt bao gồm một mạng lưới các sợi tự nhiên hoặc nhân tạo được dệt, đan, ghép nút, hoặc nắn lại với nhau. Mỗi loại vải sợi đều có tính chất đặc trưng riêng và thường được sử dụng để may các kiểu trang trang phục khác nhau, mặc vào những mùa khác nhau trong năm.

Chất lượng của vải dệt được quyết định bởi các yếu tố: chất liệu vải, quy trình sản xuất vải, cỡ sợi, mật độ sợi và kiểu dệt. Trong đó, quy trình sản xuất tại các bước dệt, nhuộm và đặc biệt là các hóa chất được sử dụng có ảnh hưởng rất lớn đến sự an toàn và sức khỏe của người sử dụng. Dù là nhà sản xuất, người bán lẻ, hay người tiêu dùng thì việc biết được các tính chất cơ lý, thành phần, chất lượng và sự an toàn của vải đều quan trọng.

Các sản phẩm may mặc được chế tạo từ vải dệt như: quần áo, khăn quàng, khăn tay, găng tay, cavat, nơ, v.v… là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Ngoài chức năng che mưa nắng, chúng còn là ngôn ngữ không lời giúp thể hiện cá tính, phong cách của người mặc.

Các sản phẩm dệt may tùy theo chức năng, mục đích sử dụng được làm từ các loại vật liệu, hóa chất khác nhau có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.

Vật liệu vải dệt có thể phai hoặc chuyển màu khi tiếp xúc với nhiệt, ánh sáng (tia UV) và độ ẩm. Ngoài ra, các vật liệu vải dệt có thể suy giảm độ bền cơ học. Do đó, điều quan trọng là phải thử nghiệm hàng dệt may nhằm xác định độ ổn định và độ bền của chúng đối với môi trường mà chúng sẽ tiếp xúc.

2. Mục đích, yêu cầu:

Đánh giá độ bền, độ tin cậy (dự báo tuổi thọ) của đối tượng thử nghiệm trong các điều kiện khí hậu nhiệt đới, môi trường đặc thù khác nhau và đưa ra kết luận, khuyến nghị sử dụng.

3. Đối tượng và phương pháp thử nghiệm:

* Đối tượng:

Các vật liệu dệt may phổ thông ứng dụng trong may mặc, đồ gia dụng, đồ nội thất, thảm;  vải dệt kỹ thuật được sử dụng trong y tế, nội thất ô tô; vải dệt sử dụng ngoài trời như cấu trúc vải căng, các sản phẩm giải trí ngoài trời như lều và ba lô, mái hiên, vải lưới treo, v.v…được làm từ nhiều loại vật liệu, hóa chất khác nhau có nguồn gốc tự nhiên như bông, len và sợi tre …hoặc nhân tạo như polyme, polyester, polyolefin, polyamit hay sợi polyaramid là vật liệu hiệu suất cao được sử dụng trong các thiết bị bảo vệ.

* Phương pháp:

– Thử nghiệm tự nhiên để đánh giá tác động thực tế của thời tiết. Mẫu được phơi (tại các trạm thử nghiệm) trên giá cố định và giá quay, phơi trên nền sân cỏ và sân bê tông, phơi dưới mái che, phơi trong nhà nan chớp, thử nghiệm trên giá vi sinh…Thử nghiệm tự nhiên trong môi trường khí quyển đánh giá chính xác nhất quá trình ăn mòn, lão hóa và phá hủy sinh học của các vật liệu, tuy nhiên cần nhiều thời gian.

– Thử nghiệm gia tốc trong PTN để đánh giá nhanh độ bền hóa-lý của vật liệu trên cơ sở mô phỏng các chu kỳ thời tiết hoặc yếu tố môi trường khai thác, gồm: thử nhiệt ẩm, thử mù muối, thử bức xạ mặt trời, thử lão hóa ozon, thử lão hóa nhiệt… theo hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO, ASTM và GOST. Các thử nghiệm độ bền ánh sáng hoặc thời tiết nhân tạo, trong phòng thí nghiệm, sử dụng các nguồn hồ quang xenon, quang phổ mặt trời được lọc toàn bộ, có thể được thực hiện theo các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn công nghiệp trong phòng thí nghiệm. Để thử nghiệm các vật liệu, sản phẩm kích thước lớn sử dụng các buồng môi trường được trang bị các nguồn halogen kim loại toàn phổ chuyên dụng để mô phỏng năng lượng mặt trời diện tích lớn.

Do nhu cầu cần có sớm kết quả thử nghiệm (hoặc kết quả dự báo thời hạn sử dụng, dự báo tuổi thọ) có độ tin cậy cao ngày càng tăng nên khách hàng thường lựa chọn thử nghiệm gia tốc.

Các thử nghiệm được tiến hành theo các chương trình thử nghiệm theo yêu cầu của khách hàng hoặc theo tư vấn, đề xuất của PTN.

Ngoài ra, chúng tôi còn thử nghiệm đánh giá các tính chất cơ lý vật liệu dệt may như: Độ bền kéo đứt; độ bền xé rách; độ bóng; độ bền màu …

4. Cơ sở vật chất, trang thiết bị:

– Hệ thống các trạm thử nghiệm tự nhiên nằm ở 3 vùng khí hậu nhiệt đới điển hình của Việt Nam: Trạm Hòa Lạc (ngoại thành Hà Nội), Trạm Đầm Báy (Nha Trang, Khánh Hòa), Cần Giờ (huyện Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh) phục vụ thử nghiệm tĩnh ngoài trời được trang bị đầy đủ phương tiện đo các thông số khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió, bức xạ mặt trời …) và các thông số môi trường (Clo sa lắng, CO₂, SO₂, độ pH, độ mặn của nước ..) cùng với các giá chuyên dụng trên sân phơi có mái che, trong nhà, phao thử nghiệm biển …

– Các trang thiết bị PTN đồng bộ, hiện đại, công suất lớn, hiệu suất cao gồm: Buồng phun sương muối SC450, Tủ thử nghiệm nhiệt ẩm WK11-600/40, Tủ shock nhiệt VT 7012, Tủ thử nghiệm lão hóa Xenontest 440, Tủ thử nghiệm lão hóa Xenontest Ci4000 (Atlas, Mỹ), tủ lão hóa UVTest, Buồng Test Ozone 0550 – CCSi, thiết bị thử ăn mòn CCX3000 (Atlas)…

Ngoài ra PTN được trang bị các phương tiện thử cơ lý như: Máy đo độ bền kéo đứt Zwich/Roell Z010-Đức; máy đo độ bền xé rách ProTear Elmendorf Tear Tester – Mỹ; máy đo độ bóng Novo Gloss Trio – Anh; máy đo màu Xrite Ci62-Mỹ ….

5. Trình độ, kinh nghiệm:

Phòng Thử nghiệm Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga có đội ngũ chuyên gia có trình độ cao, giàu kinh nghiệm cùng với trang thiết bị hiện đại, đồng bộ là một địa chỉ đáng tin cậy, nơi cung cấp dịch vụ thử nghiệm tự nhiên và thử nghiệm gia tốc (thử nghiệm lão hóa, già hóa cấp tốc) cho khách hàng theo các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế trong toàn ngành, như các thử nghiệm của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO), Hiệp hội Các nhà hóa học và Chất màu Dệt may Hoa Kỳ (AATCC) và ASTM International (ASTM). Các tiêu chuẩn dệt may ô tô thường được thiết lập bởi Hiệp hội kỹ sư ô tô (SAE), Hiệp hội công nghiệp ô tô Đức (VDA), Tổ chức tiêu chuẩn ô tô Nhật Bản (JASO) hoặc các nhà sản xuất ô tô OEM. Ngoài ra, các tiêu chuẩn dệt may độc quyền khác được thiết lập bởi các tổ chức thương mại, chính phủ và các công ty.

Thử nghiệm tự nhiên các mẫu vải dệt:

Mẫu thử nghiệm tự nhiên tại các Trạm thử nghiệm thuộc Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga

Thử nghiệm gia tốc các mẫu vải dệt:

Thiết bị Atlas Ci4000 và Xenotest 440 cùng thang chuẩn màu

6. Các tiêu chuẩn thử nghiệm, kiểm tra, đánh giá mẫu thử:

Các tiêu chuẩn về độ bền ánh sáng và thời tiết sản phẩm dệt thông thường là theo tiêu chuẩn ASTM, ISO và AATCC. Dưới đây là một số tiêu chuẩn thử nghiệm PTN Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga áp dụng thử nghiệm:

• ASTM D4355 / D4355M – 14 Standard Test Method for Deterioration of Geotextiles by Exposure to Light, Moisture and Heat in a Xenon Arc Type Apparatus (ASTM D4355 / D4355M – 14 Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho sự suy giảm của vải kỹ thuật khi tiếp xúc với ánh sáng, độ ẩm và nhiệt trong thiết bị loại Xenon Arc).
• ISO 105-B02 Textiles-Tests for colour fastness- Part B02: Colour fastness to artificial light: Xenon arc fading lamp test (ISO 105-B02 Dệt may – Thử nghiệm về độ bền màu – Phần B02: Độ bền màu với ánh sáng nhân tạo: Thử nghiệm đèn hồ quang xenon).
• ISO 105 A02 Color Fastness to Artificial Light (ISO 105 A02 Độ bền màu với ánh sáng nhân tạo).
• ISO 105 B01 Color Fastness to Light; Daylight (ISO 105 B01 Độ bền màu với ánh sáng; Ánh sáng ban ngày).
• ISO 105 B03 Color Fastness to Weathering: Outdoor Exposure (ISO 105 B03 Độ bền màu với thời tiết: Tiếp xúc ngoài trời).
• ISO 105-B04 Textiles – Tests for Colour Fastness – Part B04. Colour Fastness to Artificial Weathering: Xenon Arc Fading Lamp (ISO 105-B04 Dệt may – Thử nghiệm về Độ bền màu – Phần B04. Độ bền màu với thời tiết nhân tạo: Đèn Fading Xenon Arc).
• ISO 105-B06 Textiles – Tests for Colour Fastness – Part B06: Colour Fastness and Ageing to Artificial Light at High Temperatures: Xenon Arc Fading Lamp Test (ISO 105-B06 Dệt may – Thử nghiệm về độ bền màu – Phần B06: Độ bền màu và lão hóa với ánh sáng nhân tạo ở nhiệt độ cao: Thử nghiệm đèn mờ Xenon Arc).
• ISO 105-B07 Textiles – Tests for Colour Fastness – Part B07: Colour Fastness to Light of Textiles Wetted with Artificial Perspiration (ISO 105-B07 Dệt may – Thử nghiệm về độ bền màu – Phần B07: Độ bền màu với ánh sáng của hàng dệt ướt với nước nhân tạo).
• ISO 105-B10 Textiles – Tests for Colour Fastness – Part B10: Artificial Weathering – Exposure to Filtered Xenon-Arc Radiation (ISO 105-B10 Dệt may – Thử nghiệm về độ bền màu – Phần B10: Thử nghiệm gia tốc – Tiếp xúc với bức xạ Xenon-Arc được lọc).
• ISO 4892-2 Exposure to Laboratory Light Sources – Xenon-arc Lamps (Tiếp xúc với nguồn sáng trong phòng thí nghiệm – Đèn xenon).
• ISO 4892-3 Exposure to Laboratory Light Sources – Fluorescent UV Lamps (Tiếp xúc với nguồn sáng trong phòng thí nghiệm – Đèn UV huỳnh quang).
• ISO 4892-4 Exposure to Laboratory Light Sources – Open Flame carbon-arc Lamps (Tiếp xúc với các nguồn sáng trong phòng thí nghiệm – Đèn hồ quang carbon).