Tổng quan nghiên cứu
Ngành Dệt May Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế quốc gia. Theo ước tính, nhu cầu về sản phẩm may mặc cao cấp, đặc biệt là áo Veston nam, ngày càng tăng do yêu cầu khắt khe về chất lượng và thẩm mỹ trên thị trường trong nước và quốc tế. Áo Veston là sản phẩm phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp hài hòa giữa kiểu dáng, chất liệu và công nghệ sản xuất để đảm bảo vẻ đẹp lịch sự, trang trọng và độ bền cao. Một trong những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Veston là độ bền bám dính giữa lớp mex (vật liệu dựng) và vải chính, giúp giữ phom dáng và tăng độ ổn định cấu trúc sản phẩm.
Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - cán mex gồm áp lực ép, nhiệt độ ép và thời gian ép đến độ bền bám dính giữa mex và vải của áo Veston nam. Nghiên cứu tập trung vào hai loại vải dệt thoi phổ biến trong sản xuất Veston là Peco 35/65 (35% polyester + 65% cotton) và Peco 65/35 (65% polyester + 35% cotton), với phạm vi thí nghiệm trong khoảng áp lực 2,3 - 2,7 bar, nhiệt độ 135 - 155°C và thời gian 14 - 18 giây. Kết quả nghiên cứu nhằm đề xuất các thông số công nghệ tối ưu, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh của ngành Dệt May Việt Nam trên thị trường quốc tế.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:
- Lý thuyết về vật liệu dệt may và mex: Mex là vật liệu dựng gồm lớp vải nền và lớp nhựa dính nhiệt dẻo, có chức năng tạo hình, tăng độ ổn định cấu trúc và hỗ trợ quá trình may. Thành phần mex và đặc tính vật liệu vải ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền liên kết.
- Mô hình tổng hợp quay trung tâm của Box – Wilson: Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa biến giúp xác định mối quan hệ giữa các thông số công nghệ (áp lực, nhiệt độ, thời gian) và độ bền bám dính, đồng thời tìm ra thông số tối ưu.
- Khái niệm chính:
- Độ bền bám dính: Lực liên kết giữa lớp mex và vải sau quá trình ép và giặt.
- Áp lực ép (P): Lực tác động lên mex và vải trong quá trình ép.
- Nhiệt độ ép (T): Nhiệt độ làm nóng chảy lớp keo dính trên mex.
- Thời gian ép (t): Khoảng thời gian giữ áp lực và nhiệt độ trong quá trình ép.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu chính là các mẫu vải Peco 35/65 và Peco 65/35 cùng mex dính Interlilings Furgood 130D, được thử nghiệm tại phòng thí nghiệm Vật liệu Dệt May - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và Trường Đại học Công nghiệp Dệt May Hà Nội. Cỡ mẫu gồm 20 phương án thí nghiệm cho mỗi loại vải, mỗi phương án lặp lại 3 lần, tổng cộng 120 mẫu thử.
Phương pháp phân tích sử dụng quy hoạch thực nghiệm đa biến theo mô hình tổ hợp quay trung tâm Box – Wilson với ba biến số độc lập: áp lực ép (2,3 - 2,7 bar), nhiệt độ ép (135 - 155°C), thời gian ép (14 - 18 giây). Các mẫu được ép mex trên máy ép HASHIMA HP 6000, sau đó giặt 5 lần theo quy trình chuẩn, rồi đo độ bền bám dính bằng thiết bị kiểm tra đa năng AND (Nhật Bản) theo tiêu chuẩn ASTM D2724 - 07: 2011.
Quá trình xử lý dữ liệu bao gồm tính toán hệ số hồi quy, kiểm định ý nghĩa thống kê của các hệ số và mô hình bằng chuẩn Fisher, nhằm xây dựng hàm mục tiêu mô tả ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ bền bám dính.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Ảnh hưởng của áp lực và thời gian ép đến độ bền bám dính:
- Độ bền bám dính giữa mex và vải Peco 35/65 tăng từ khoảng 1,8 N/mm đến 2,5 N/mm khi áp lực ép tăng từ 2,3 bar lên 2,7 bar và thời gian ép tăng từ 14 giây lên 18 giây.
- Tương tự, với vải Peco 65/35, độ bền tăng từ 2,0 N/mm đến 2,7 N/mm trong cùng điều kiện.
- Đồ thị không gian 3D biểu diễn mối quan hệ cho thấy sự tương tác tích cực giữa áp lực và thời gian ép.
Ảnh hưởng của áp lực và nhiệt độ ép:
- Độ bền bám dính tăng khi nhiệt độ ép tăng từ 135°C đến 155°C, đạt giá trị tối ưu tại khoảng 150°C.
- Với áp lực 2,5 bar và nhiệt độ 150°C, độ bền bám dính của vải Peco 35/65 đạt 2,4 N/mm, cao hơn 20% so với nhiệt độ thấp nhất.
- Vải Peco 65/35 có xu hướng tương tự nhưng độ bền bám dính cao hơn trung bình 10% so với Peco 35/65.
Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ ép:
- Thời gian ép kéo dài giúp keo dính chảy đều và thâm nhập sâu hơn vào vải, tăng độ bền liên kết.
- Tuy nhiên, thời gian ép quá lâu (>18 giây) có thể làm giảm độ bền do hiện tượng bóng vải và biến đổi màu sắc.
- Nhiệt độ ép trên 155°C cũng gây hiện tượng bong rộp và giảm chất lượng bề mặt.
So sánh độ bền bám dính giữa hai loại vải:
- Vải Peco 65/35 có độ bền bám dính trung bình cao hơn khoảng 12% so với Peco 35/65 do tỷ lệ polyester cao hơn, giúp tăng khả năng kết dính với lớp keo mex.
- Độ bền bám dính phụ thuộc rõ rệt vào thành phần sợi và cấu trúc vải.
Thảo luận kết quả
Kết quả nghiên cứu cho thấy áp lực ép, nhiệt độ ép và thời gian ép là ba yếu tố công nghệ quan trọng ảnh hưởng đồng thời và tương tác phức tạp đến độ bền bám dính giữa mex và vải. Áp lực ép giúp tăng diện tích tiếp xúc và lực ép giữa lớp keo và vải, trong khi nhiệt độ ép đảm bảo keo đạt trạng thái nóng chảy dẻo để thâm nhập sâu vào cấu trúc vải. Thời gian ép cần đủ để keo kết dính hoàn toàn nhưng không quá lâu gây hư hại vật liệu.
So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả phù hợp với báo cáo của ngành dệt may về việc tối ưu hóa thông số ép mex nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm Veston. Độ bền bám dính cao góp phần giữ phom dáng, tăng độ bền cơ học và cải thiện ngoại quan sản phẩm, đáp ứng yêu cầu khắt khe của thị trường cao cấp.
Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ không gian 3D thể hiện mối quan hệ tương tác giữa các thông số công nghệ và độ bền bám dính, giúp trực quan hóa và dễ dàng xác định vùng thông số tối ưu.
Đề xuất và khuyến nghị
Tối ưu hóa thông số ép mex:
- Áp dụng áp lực ép trong khoảng 2,5 - 2,7 bar, nhiệt độ 145 - 150°C và thời gian ép 16 - 18 giây để đạt độ bền bám dính tối ưu.
- Thời gian thực hiện: áp dụng ngay trong quy trình sản xuất hiện tại.
- Chủ thể thực hiện: bộ phận kỹ thuật và sản xuất tại các nhà máy may.
Lựa chọn vật liệu phù hợp:
- Ưu tiên sử dụng vải dệt thoi có tỷ lệ polyester cao (khoảng 65%) để tăng khả năng kết dính với mex.
- Chủ thể thực hiện: bộ phận mua hàng và thiết kế sản phẩm.
Kiểm soát chất lượng quy trình ép mex:
- Thiết lập hệ thống giám sát nhiệt độ, áp lực và thời gian ép tự động để đảm bảo tính ổn định và đồng nhất.
- Thời gian thực hiện: trong vòng 6 tháng tới.
- Chủ thể thực hiện: bộ phận kỹ thuật và bảo trì.
Đào tạo nhân viên vận hành:
- Tổ chức các khóa đào tạo về quy trình ép mex và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
- Chủ thể thực hiện: phòng nhân sự và đào tạo.
- Thời gian: định kỳ hàng năm.
Nghiên cứu mở rộng:
- Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các loại mex khác nhau và các loại vải pha để đa dạng hóa sản phẩm.
- Chủ thể thực hiện: phòng R&D.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Các nhà sản xuất và doanh nghiệp may mặc:
- Lợi ích: Nắm bắt được các thông số công nghệ tối ưu để nâng cao chất lượng sản phẩm Veston, giảm lỗi sản xuất và tăng năng suất.
- Use case: Áp dụng quy trình ép mex chuẩn trong dây chuyền sản xuất.
Chuyên gia kỹ thuật và kỹ sư công nghệ dệt may:
- Lợi ích: Hiểu sâu về mối quan hệ giữa vật liệu, công nghệ ép mex và chất lượng sản phẩm.
- Use case: Thiết kế và cải tiến quy trình sản xuất phù hợp với từng loại nguyên liệu.
Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Dệt May:
- Lợi ích: Tham khảo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa biến, mô hình hóa và phân tích dữ liệu trong lĩnh vực vật liệu dệt may.
- Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu liên quan đến vật liệu và công nghệ may mặc.
Nhà quản lý và hoạch định chiến lược ngành Dệt May:
- Lợi ích: Đánh giá tiềm năng nâng cao chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp.
- Use case: Xây dựng chính sách đầu tư và phát triển công nghệ sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao độ bền bám dính giữa mex và vải lại quan trọng trong sản xuất áo Veston?
Độ bền bám dính quyết định khả năng giữ phom dáng, độ ổn định cấu trúc và tính thẩm mỹ của áo Veston. Nếu liên kết yếu, sản phẩm dễ bị biến dạng, bong rộp, ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ.Các thông số công nghệ ép mex ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm?
Áp lực ép, nhiệt độ và thời gian ép ảnh hưởng trực tiếp đến sự kết dính của lớp keo mex với vải. Thông số không phù hợp có thể gây bong rộp, biến màu hoặc giảm độ bền liên kết.Loại vải nào phù hợp nhất để sử dụng với mex trong áo Veston?
Vải dệt thoi pha polyester với cotton, đặc biệt tỷ lệ polyester khoảng 65%, được đánh giá cao về độ bền và khả năng kết dính với mex, đồng thời giữ được phom dáng tốt.Phương pháp nghiên cứu nào được sử dụng để xác định ảnh hưởng các thông số công nghệ?
Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa biến theo mô hình tổ hợp quay trung tâm Box – Wilson giúp xác định mối quan hệ và tối ưu hóa các thông số ép mex.Làm thế nào để kiểm tra độ bền bám dính giữa mex và vải?
Sử dụng thiết bị kiểm tra đa năng AND để đo lực kéo tách lớp mex khỏi vải theo tiêu chuẩn ASTM D2724 - 07: 2011, sau khi mẫu đã trải qua quá trình ép mex và giặt thử nghiệm.
Kết luận
- Nghiên cứu đã xác định rõ ảnh hưởng đồng thời của áp lực ép, nhiệt độ ép và thời gian ép đến độ bền bám dính giữa mex và vải trong sản xuất áo Veston nam.
- Vải Peco 65/35 cho kết quả độ bền bám dính cao hơn so với Peco 35/65, phù hợp với yêu cầu sản xuất Veston cao cấp.
- Thông số công nghệ tối ưu được đề xuất là áp lực 2,5 - 2,7 bar, nhiệt độ 145 - 150°C và thời gian 16 - 18 giây.
- Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất và khả năng cạnh tranh của ngành Dệt May Việt Nam.
- Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng về vật liệu và công nghệ để đa dạng hóa sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường trong tương lai.
Luận văn khuyến khích các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu áp dụng kết quả để cải tiến quy trình sản xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu nhằm phát triển ngành Dệt May bền vững và hiệu quả hơn.