Switch to: uk
23 March 2017 22:32PM

เปรียบเทียบตะเข็บที่เย็บเชื่อมด้วยอัลตร้าโซนิคและจักรอุตสาหกรรม

22 Apr 10 ,  พิษณุ แสงวัฒน, ปลื้มจิตต์ เตชธรรมรักข์
  • 0

บทคัดย่อ


การศึกษาเปรียบเทียบ ตะเข็บผ้าใยสังเคราะห์ที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโซนิคและการเย็บด้วยเส้นด้าย

โดยใช้จักรอุตสาหกรรม ทำการทดลองด้วยผ้าตัวอย่างสามชนิดคือ ผ้าทอพอลิเอสเตอร์ ผ้าทอไนลอน  และผ้าทอไนลอนเคลือบพอลิยูริเทน (PU) พบว่า ตะเข็บของผ้าที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโซนิคมีความแข็งแรงประมาณ 16% ของความแข็งแรงของตะเข็บที่เย็บด้วยจักรอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาสมบัติการสะท้อนน้ำพบว่า ตะเข็บของผ้าที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโซนิคมีสมบัติการสะท้อนน้ำได้ดี แม้จะผ่านการซักล้างถึง 5 ครั้ง ในขณะที่ตะเข็บของผ้าที่เย็บด้วยเส้นด้ายมีน้ำซึมที่แนวเย็บ

 

บทนำ
การตัดเย็บเสื้อผ้าสำเร็จรูปส่วนใหญ่เย็บตะเข็บด้วยเส้นด้าย อย่างไรก็ตาม มักประสบปัญหาในเรื่องน้ำซึมบริเวณแนวตะเข็บ ดังนั้นในงานบางวัตถุประสงค์ เช่น เสื้อผ้าสำหรับเล่นสกี เสื้อคลุมกันฝน ซึ่งต้องการสมบัติสะท้อนน้ำจึงประยุกต์ใช้คลื่นความถี่เสียงเชื่อมแนวตะเข็บผ้าแทนการเย็บด้วยเส้นด้าย


คลื่นความถี่เสียงอัลตร้าโซนิค จะเกิดประสิทธิภาพได้กับเส้นใยเทอร์โมพลาสติค (Thermoplastic) ซึ่งได้จากอุตสาหกรรม ปิโตรเคมี เช่น ไนลอน (Nylon) พอลิเอสเตอร์ (Polyester) อะคริลิก (Acrylic) เป็นต้น ซึ่งลักษณะภายนอกเกิดลักษณะอ่อนตัวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และแข็งตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง [1, 2, 3]


จักรอัลตร้าโซนิค ประกอบด้วยส่วนสำคัญ ได้แก่ ส่วนกำเนิดคลื่นเสียงความถี่สูง (Horn) ซึ่งจะส่งพลังงานเสียงที่ความถี่ 20 กิโลเฮิทร์ซ (Kilohertz) ผ่านผ้าที่ต้องการเชื่อม ไปกระทบกับวงล้อโลหะ (Sealing wheel) ทำให้เกิดการเชื่อมบริเวณจุดสะท้อน (Welding) ซึ่งรูปแบบของตะเข็บขึ้นอยู่กับ ลวดลาย (Welding plate) เช่น เส้นตรง ซิกแซก เส้นประ เป็นต้น [4]


เนื่องจากความแข็งแรงของตะเข็บเป็นสิ่งสำคัญในเสื้อผ้าสำเร็จรูป จึงได้ศึกษาเปรียบเทียบความแข็งแรงของตะเข็บที่เชื่อมติดด้วยอัลตร้าโซนิคและด้ายเย็บ เพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานในการเลือกใช้วิธีการเย็บตะเข็บให้เหมาะกับการใช้งาน

 

วัตถุประสงค์การวิจัย
 เพื่อศึกษาเปรียบเทียบตะเข็บที่เชื่อมติดด้วยอัลตร้าโซนิคและด้ายเย็บ ในด้านความแข็งแรงและการสะท้อนน้ำ

 

วิธีการดำเนินการวิจัย


ผ้าตัวอย่าง
1) ผ้าทอพอลิเอสเตอร์ 100% (fabric weight  124 g/m2)
2) ผ้าทอไนลอน 100% (fabric weight  68 g/m2)
3) ผ้าทอไนลอน 100% เคลือบพอลิยูริเทน (fabric weight 150 g/m2)

อุปกรณ์และเครื่องมือ
1) จักรเย็บผ้าอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Welding Machine) รุ่น KTU 2CTH
2) เครื่องทดสอบความแข็งแรงของตะเข็บต่อแรงดึง (Seam Strength

Testing Apparatus) รุ่น Instron Model 5565 serial No Q8717
3) อุปกรณ์ทดสอบสมบัติการสะท้อนน้ำ (Spray test)

 

 

รูปที่ 1. จักรเย็บผ้าอัลตร้าโซนิค

 

 

     
รูปที่ 2. วงล้อโลหะ (Sealing  wheel)

  
 


  
รูปที่ 3. การเชื่อมผ้าด้วยจักรอัลตร้าโซนิค

 


รูปที่ 4. จักรเย็บผ้าอุตสาหกรรม

 

ขั้นตอนการทดลอง
1) เย็บเชื่อมผ้าตัวอย่าง ด้วยจักรอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Welding Machine) รุ่น KTU 2CTH โดยใช้แรงดันปกติ 0.8 บาร์ ความเร็ว 2 เมตร/นาที
2) เย็บผ้าตัวอย่าง ด้วยจักรอุตสาหกรรม โดยใช้ความถี่ 12 ฝีเข็มต่อนิ้ว
3) นำผ้าที่เย็บเชื่อมจากข้อ 1) และ 2) ส่วนหนึ่งไปซัก 5 ครั้ง (ตาม AATCC 135-1995  Textile-Determination of Dimensional Change in Washing and Drying)
4) ทดสอบความแข็งแรงของตะเข็บต่อแรงดึงของผ้าทุกชิ้น
5) ทดสอบการสะท้อนน้ำของตะเข็บผ้าทุกชิ้น

ผลการทดลองและวิจารณ์ผล
จากการทดลองเย็บเชื่อมผ้าตัวอย่างทั้งสามชิ้นด้วยจักรเย็บผ้าอัลตร้าโซนิค และจักรอุตสาหกรรม แล้วนำผ้าไปทดสอบหาความแข็งแรงต่อแรงดึงของตะเข็บ และการสะท้อนน้ำ  ได้ผลดังนี้

 


รูปที่ 5. การทดสอบความแข็งแรงของตะเข็บ

 

ตารางที่ 1 ความแข็งแรงของตะเข็บเย็บก่อนและหลังการซัก

 

แผนภูมิที่ 1 เปรียบเทียบความแข็งแรงของตะเข็บก่อนและหลังการซัก


 
 จากการทดลองพบว่า ความแข็งแรงของตะเข็บของผ้าทั้งสามชนิดลดลงหลังการซัก 5 ครั้ง โดยที่ความแข็งแรงของผ้าไนลอนเคลือบด้วยพอลิยูริเทนมีค่าสูงกว่าพอลิเอสเตอร์ ผ้าไนลอน และผ้าไนลอน ตามลำดับ

 

ตารางที่ 2 ความแข็งแรงของตะเข็บ


หมายเหตุ:  จักร (ก) คือ จักรอัลตร้าโซนิค
                 จักร (ข) คือ จักรอุตสาหกรรม

 

ตารางที่ 3 สมบัติการสะท้อนน้ำของตะเข็บ

 


หมายเหตุ:  100  หมายถึง ไม่มีน้ำเปียกบนผิวของชิ้นทดสอบเลย
  90  หมายถึง มีน้ำติดหรือเปียกบนผิวของชิ้นทดสอบเล็กน้อย
  80 หมายถึง น้ำติดบนผิวของชิ้นทดสอบบริเวณที่น้ำพ่นใส่
  70 หมายถึง มีน้ำเปียกบางส่วนที่ผิวหน้าของชิ้นทดสอบ
 50 หมายถึง มีน้ำเปียกทั่วผิวด้านหน้าของชิ้นทดสอบ
  0 หมายถึง มีน้ำเปียกทั้งผิวด้านบนและล่างของชิ้นทดสอบ

 

 จากการทดลองพบว่า ตะเข็บของผ้าตัวอย่างทั้งสามชนิดที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโซนิคมีความแข็งแรงประมาณ 16% ของความแข็งแรงของตะเข็บผ้าที่เย็บด้วยจักรอุตสาหกรรม (ตารางที่ 2) แต่เมื่อพิจารณาสมบัติในการสะท้อนน้ำ พบว่า ผ้าตัวอย่างที่เย็บด้วยจักรอุตสาหกรรมเกิดน้ำซึมบริเวณตะเข็บ (ตารางที่ 3 และรูปที่ 6)

  

 

รูปที่ 6. การทดสอบการสะท้อนน้ำของตะเข็บ
ก. ตะเข็บเย็บของจักรอัลตร้าโซนิค
ข. ตะเข็บเย็บของจักรอุตสาหกรรม

 

สรุปผลการทดลอง
1) ความแข็งแรงของตะเข็บผ้าที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโชนิค ลดลง 4 - 5 % หลังผ่านการซัก 5 ครั้ง
2) ความแข็งแรงของตะเข็บผ้าที่เย็บเชื่อมด้วยจักรอัลตร้าโซนิคมีค่าประมาณ 16% ของความแข็งแรงของตะเข็บผ้าที่เย็บด้วยเส้นด้าย
3) ตะเข็บผ้าที่เย็บด้วยจักรอุตสาหกรรมจะเกิดน้ำซึมบริเวณตะเข็บเย็บตามแนวเย็บ

 

กิตติกรรมประกาศ
งานวิจัยนี้สำเร็จลุล่วงได้อย่างสมบูรณ์ เพราะได้รับความช่วยเหลือและคำชี้แนะต่างๆ จากคณาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งทอ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี และได้รับการสนับสนุนด้านเครื่องมือ สถานที่ทำการวิจัยจากบริษัท เวชวิวัฒน์ จำกัด

 

เอกสารอ้างอิง


1) Kathryn L. Hatch. Textile Science. University of Arizona Tucson, .110-224.
2) Lyle Dorothy Siegert. Modern textiles, .51-57.
3) Sara J. Kadolph, Quality Assurance for Textile and Apparel, .158-166.
4) รองศาสตราจารย์ ดร. วีระศักดิ์ อุดมกิจเดชา.วิทยาศาสตร์ เส้นใย. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. หน้า177-203.

 

* ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งทอ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี อ.ธัญบุรี จ.ปทุมธานี 12110