Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành dệt may toàn cầu đang trải qua giai đoạn tăng trưởng ổn định, kéo theo nhu cầu in ấn thẩm mỹ và cá nhân hóa trên nhiều chất liệu như cotton, polyester hay nylon. Theo thống kê được trích dẫn trong đề tài, thị trường in lụa công nghiệp thế giới năm 2023 đạt quy mô 695 triệu USD và ước tính đạt 1.176,2 triệu USD vào năm 2030. Trong đó, Bắc Mỹ chiếm hơn 30% thị phần (với các doanh nghiệp tiêu biểu như Vastex International, M&R Screen Printing Equipment), Châu Âu chiếm hơn 25% (với SAATI, KIWO) và khu vực Châu Á – Thái Bình Dương chiếm hơn 20% với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) dự báo trên 17%.
Tại Việt Nam, nghề in ván khắc gỗ đã xuất hiện từ thời nhà Lê Sơ gắn liền với danh sĩ Lương Như Hộc tại làng Liễu Tràng – Hồng Lục. Đến thập niên 1950, kỹ thuật in lụa hiện đại bắt đầu du nhập thông qua kỹ sư Phạm Đạt Tiến và sau đó được phát triển bởi các chuyên gia như Tam Linh (tác giả sách Tự học in lụa), Diêu Hồng Sanh, Trương Văn Ý. Dù TP. Hồ Chí Minh hiện có hơn 1.500 cơ sở in lụa, ngành in ấn dệt may trong nước vẫn đối mặt với thực trạng thiếu tài liệu chuyên sâu, đặc biệt là các công trình khảo sát định lượng về sự thay đổi tính chất cơ lý của vải trước và sau khi in lụa.
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu tính chất cơ lý của vải dệt ứng dụng phương pháp in lụa" do sinh viên Lâm Phú Cường và Trần Thị Mỹ Xuân thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Tuấn Anh tại Khoa Thời trang và Du lịch, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, nhằm giải quyết khoảng trống thực nghiệm này.
Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm hiểu phương pháp in lụa tại Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc.
- Đánh giá sự thay đổi các tính chất cơ lý (độ thông thoáng, độ rũ, độ ẩm, độ đàn hồi) của một số loại vải dệt thông dụng trước và sau khi in.
- Cung cấp dữ liệu kỹ thuật làm tài liệu tham khảo cho doanh nghiệp sản xuất.
- Phục vụ công tác giảng dạy và học tập chuyên ngành Công nghệ may tại nhà trường.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát các tính chất cơ lý (độ thông thoáng, độ rũ, độ ẩm, độ đàn hồi) của vải dệt thoi 100% cotton, vải dệt kim 65% Cotton / 35% Polyester và vải dệt thoi Kate 35% Cotton / 65% Polyester khi ứng dụng công nghệ in lụa.
- Nghiên cứu thực tế quy trình và công nghệ in lụa tại Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc.
- Thực hiện quy trình đo đạc, xử lý và đánh giá số liệu thực nghiệm tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ may.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
- Vật liệu: Vải dệt thoi 100% Cotton, vải dệt kim 65% Cotton / 35% Polyester, vải dệt thoi Kate 35% Cotton / 65% Polyester (cùng nhóm vật liệu mở rộng như Linen, Canvas được đề cập trong cơ sở lý thuyết).
- Chỉ tiêu cơ lý: Độ thông thoáng khí/ẩm, độ rũ, độ ẩm và độ giãn – phục hồi đàn hồi.
- Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ may – Khoa Thời trang và Du lịch, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh và xưởng sản xuất Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc.
- Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai từ tháng 12/2023 đến tháng 07/2024.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và phân loại kỹ thuật
Đề tài hệ thống hóa toàn diện các nguyên lý kỹ thuật của phương pháp in lụa (in lưới - Screen Printing), dựa trên cơ chế gạt mực qua lưới thấm vào bề mặt vải tại các vị trí không bị che phủ bởi keo cảm quang:
- Phân loại theo mức độ tự động: In thủ công 100%, in bán tự động và in tự động hoàn toàn.
- Phân loại theo cấu tạo khuôn in: Khuôn lưới phẳng (in vải, giấy, cao su) và khuôn lưới tròn (in vật thể cong, ly, cốc).
- Phân loại theo kỹ thuật in:
- In trực tiếp: Thao tác gạt mực trực tiếp lên vật liệu màu trắng hoặc vàng sáng.
- In phá gắn: Sử dụng hóa chất vừa phá màu nền vừa gắn màu in mới lên nền vải sẫm.
- In dự phòng: Phủ lớp mực trắng che nền trước khi in lớp mực màu mong muốn.
- Hệ thống vật tư in lụa:
- Khung in: Khung nhôm (nhẹ, bền, ổn định kích thước), khung gỗ (gỗ mỡ, thông, de, dổi), khung thép không gỉ và khung sắt.
- Dao gạt mực (Squeegee): Dao cán gỗ lưỡi cao su tapin và dao nhựa tổng hợp Plastic Polymer nguyên khối.
- Keo chụp bản: Keo xanh Supertext SB40, keo Plus 6000/7000, keo lưỡng tính T101 (dùng cho cả mực nước và mực dầu), keo ODC-HV, keo cao thành và keo Unalo.
- Mực in: Phân tích chuyên sâu hai hệ mực phổ biến gồm mực gốc nước (Water-based) và mực Plastisol (gốc dầu nhẹ, cần sấy trùng hợp nhiệt ở 160°C).
| Tiêu chí |
Mực in gốc nước |
Mực in Plastisol |
| Cảm giác tay (Handfeel) |
Mềm mại, thấm sâu vào xơ sợi |
Có cảm giác màng nhựa trên mặt vải, dày hơn |
| Độ sáng và rực rỡ |
Màu sắc kém rực rỡ hơn, dễ phai theo thời gian |
Màu sắc sáng, tươi, độ phủ và độ tương phản cao |
| Độ bền bản in |
Độ bền cơ học và giặt tẩy thấp hơn |
Độ bám dính và độ bền cao hơn |
| Điều kiện làm khô |
Tự khô hoặc sấy nhẹ |
Bắt buộc sấy nhiệt độ cao (160°C) |
| Chi phí & Quy trình |
Quy trình bảo dưỡng phức tạp, chi phí cao hơn |
Quy trình chuẩn hóa, chi phí sản xuất thấp hơn |
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, tổng hợp các tiêu chuẩn dệt may, giáo trình in ấn và tài liệu kỹ thuật chuyên ngành.
- Phương pháp quan sát và khảo sát thực địa: Tiếp cận trực tiếp dây chuyền sản xuất, khảo sát sơ đồ tổ chức và quy trình in lụa tại Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc.
- Phương pháp thực nghiệm phòng thí nghiệm: Đo đạc các chỉ tiêu cơ lý của mẫu vải trước và sau khi in lụa trên hệ thống máy chuyên dụng.
Nguồn dữ liệu và trang thiết bị thí nghiệm
Dữ liệu được thu thập từ các thiết bị đo tiêu chuẩn đặt tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh:
- Thiết bị đo độ giãn và phục hồi RF3506: Kiểm tra biến dạng kéo và khả năng hồi phục đàn hồi theo cả chiều canh dọc và canh ngang dưới hai mức tải trọng treo 5 LB và 10 LB.
- Thiết bị đo độ rũ vải: Đánh giá hệ số rủ và độ mềm mại của cấu trúc vải.
- Thiết bị đo độ thông thoáng: Kiểm tra tính thoáng khí/thoát ẩm của vải trong hai điều kiện môi trường tự nhiên và môi trường phòng thí nghiệm tiêu chuẩn.
- Máy sấy ẩm Kett FD660: Xác định chính xác tỷ lệ độ ẩm còn lại của mẫu vải trước và sau in.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Mở đầu
Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài thông qua bức tranh toàn cảnh về thị trường in dệt may công nghiệp toàn cầu và lịch sử phát triển ngành in lụa Việt Nam từ thời phong kiến đến nay. Tác giả xác định rõ 4 mục tiêu nghiên cứu, 3 nhiệm vụ trọng tâm, đối tượng thử nghiệm, giới hạn thời gian (12/2023 – 07/2024), phương pháp tiếp cận và bố cục tổng thể gồm 6 chương của khóa luận.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 cung cấp nền tảng lý thuyết chi tiết về:
- Lịch sử kỹ thuật in lụa thế giới (các mốc phát triển 1870 tại Pháp/Đức, 1907 của Samuel Simo tại Anh, 1914 của John Pilsworth tại Mỹ) và Việt Nam.
- Cấu tạo và nguyên tắc gia công khung in (chọn gỗ mỡ, gỗ thông chống thấm hoặc nhôm; độ cách mép hình in 5-6 cm chiều ngang và 10-15 cm chiều dài để chứa hồ in).
- Độ mịn lưới in (ký hiệu N và T dựa trên mật độ sợi/cm và kích thước mắt lưới).
- Đặc tính các loại keo cảm quang, máng tráng keo (15–40 cm), dao gạt mực và các dòng mực in công nghiệp.
- Khái niệm về hệ màu hiển thị RGB và hệ màu in ấn 4 màu CMYK.
- Quy trình in lụa tiêu chuẩn 6 bước: Đánh giá thiết kế (AI, Corel) $\rightarrow$ Pha keo $\rightarrow$ Chuẩn bị khung $\rightarrow$ Tiến hành chụp bản và in (gạt mực góc 45°) $\rightarrow$ Sấy kiểm tra chất lượng $\rightarrow$ Rửa khung.
Chương 3: Nghiên cứu quy trình in lụa tại công ty Ngân Hồng Phúc
Nội dung chương tập trung giới thiệu cơ cấu tổ chức bộ máy sản xuất và phân tích quy trình công nghệ in lụa thực tế đang vận hành tại Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc. Tác giả mô tả chi tiết từng bước công việc từ tiếp nhận mẫu, chế bản phim, tráng keo, chụp khung, pha màu, thao tác in thủ công/bán tự động cho đến công đoạn hoàn tất sấy nhiệt trên dây chuyền của nhà máy.
Chương 4: Phương pháp và thiết bị của nghiên cứu tính chất cơ lí của vải áp dụng phương pháp in lụa
Chương 4 trình bày cơ sở lựa chọn mẫu thử đại diện cho 3 nhóm vải thông dụng:
- Vải dệt thoi 100% Cotton.
- Vải dệt kim 65% Cotton / 35% Polyester.
- Vải dệt thoi Kate 35% Cotton / 65% Polyester.
Chương này công bố chi tiết hệ thống bảng mã ký hiệu mẫu, mô tả hình ảnh mẫu thử và quy chuẩn vận hành các thiết bị thí nghiệm: máy RF3506, máy đo độ rũ, buồng đo độ thông thoáng và máy sấy ẩm Kett FD660.
Chương 5: Đánh giá kết quả thí nghiệm
Chương 5 là trọng tâm thực nghiệm của đồ án, xử lý và phân tích các bảng số liệu thô và số liệu rút gọn:
- Độ giãn và đàn hồi: Đánh giá mức độ biến dạng kéo và tỷ lệ phục hồi của vải theo chiều sợi dọc và sợi ngang khi chịu tải 5 LB và 10 LB trên thiết bị RF3506.
- Độ rũ của vải: Phân tích sự thay đổi hệ số rủ của bề mặt vải trước và sau khi lớp mực in phủ lên bề mặt.
- Độ thông thoáng: So sánh lưu lượng và khả năng lưu thông khí của 3 loại vải trước và sau khi in trong môi trường tự nhiên lẫn phòng thí nghiệm.
- Độ ẩm của vải: Bảng đo độ ẩm thực tế trước và sau in thông qua máy Kett FD660.
Chương 6: Kết luận và hướng thí nghiệm
Tổng kết các phát hiện chính thu được từ quá trình đo kiểm cơ lý và đề xuất định hướng phát triển thực nghiệm tiếp theo nhằm hoàn thiện giải pháp in ấn trên các vật liệu dệt may.
Kết quả và đóng góp
Kết quả thực nghiệm chính
- Biến đổi độ đàn hồi và độ giãn (Thiết bị RF3506): Việc phủ lớp mực in lụa tạo ra sự gia tăng độ cứng bề mặt, làm giảm độ giãn dài cục bộ và thay đổi tỷ lệ phục hồi đàn hồi của mẫu vải; độ biến dạng có sự phân hóa rõ nét giữa canh sợi dọc và canh sợi ngang dưới các mức tải 5 LB và 10 LB.
- Biến đổi độ rũ: Sau khi in, độ rũ của cả 3 loại vải đều có sự thay đổi. Sự liên kết màng mực trên bề mặt sợi làm tăng độ cứng uốn, khiến hệ số rủ của vải thay đổi so với mẫu mộc ban đầu.
- Biến đổi độ thông thoáng: Lớp mực in (đặc biệt khi in mảng lớn) che lấp một phần các khoảng hở giữa các sợi dệt, dẫn đến độ thông thoáng khí và thoát ẩm của vải sau in giảm đi so với trước in (được kiểm chứng đồng nhất ở cả môi trường tự nhiên và phòng thí nghiệm).
- Biến đổi độ ẩm (Máy Kett FD660): Quá trình sấy đóng rắn màng mực sau in làm thay đổi lượng ẩm hồi quy tự nhiên của sợi, ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ số độ ẩm của thành phẩm.
Giải pháp và kiến nghị của đề tài
- Khuyến nghị các cơ sở sản xuất lựa chọn loại mực in (mực nước cho sản phẩm cần độ mềm, mực Plastisol cho sản phẩm cần độ bền màu) và mật độ lưới in phù hợp với từng loại dệt (dệt thoi hoặc dệt kim) để giảm thiểu tác động tiêu cực lên độ thông thoáng và độ mềm rủ của trang phục.
- Chuẩn hóa thông số sấy và góc gạt mực (45°) nhằm đảm bảo độ bám dính màng in mà không làm suy giảm quá mức tính chất cơ lý sợi.
Đóng góp của đề tài
- Cung cấp bộ số liệu đo kiểm thực nghiệm đầy đủ về 4 chỉ tiêu cơ lý trên 3 chủng loại vải dệt may thông dụng chịu tác động của kỹ thuật in lụa.
- Kết nối kiến thức lý thuyết in ấn học thuật với quy trình thực tế tại xưởng in của doanh nghiệp (Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc), tạo tài liệu kỹ thuật có giá trị ứng dụng cho nghiên cứu và đào tạo.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
- Số lượng mẫu thực nghiệm tập trung vào 3 nhóm vải chính (vải dệt thoi 100% cotton, vải dệt kim CVC 65/35, vải dệt thoi Kate 35/65), chưa bao quát hết các nhóm vải sợi tổng hợp hoàn toàn, vải dệt pha phức tạp hoặc vải kỹ thuật khác (Linen, Canvas chỉ dừng ở mức giới thiệu lý thuyết).
- Nghiên cứu tập trung vào kỹ thuật in lụa phẳng truyền thống tại một doanh nghiệp đối tác, chưa mở rộng so sánh đồng thời với in chuyển nhiệt hay in kỹ thuật số trực tiếp (DTG).
Hướng nghiên cứu tiếp
- Mở rộng khảo sát biến đổi cơ lý trên nhiều chủng loại sợi và kiểu dệt phức tạp hơn.
- Thử nghiệm các công thức phụ gia làm mềm mực in nhằm cải thiện độ thông thoáng và độ rũ cho vải sau in.
- Khảo sát độ bền cơ lý sau nhiều chu kỳ giặt tẩy công nghiệp.
Giá trị tham khảo
- Đối với sinh viên và học viên: Là tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành Công nghệ May, Thiết kế Thời trang, Công nghệ Vật liệu Dệt trong việc nắm bắt phương pháp kiểm tra cơ lý vải và quy trình công nghệ in lụa.
- Đối với cơ sở sản xuất và doanh nghiệp in may: Cung cấp thông số thực tế để các kỹ thuật viên tại xưởng in tham khảo khi lựa chọn loại mực, keo chụp bản, cỡ khung và chế độ sấy thích hợp cho từng đơn hàng vải dệt kim hay dệt thoi.
- Phần đáng tham khảo nhất:
- Quy trình 6 bước chế bản và kỹ thuật thao tác in lụa (Chương 2).
- Phương pháp bố trí thí nghiệm cơ lý vải bằng thiết bị RF3506 và máy sấy ẩm Kett FD660 (Chương 4 & 5).
Câu hỏi thường gặp
1. Thiết bị nào được sử dụng trong đề tài để đánh giá độ giãn và phục hồi đàn hồi của vải?
Đề tài sử dụng thiết bị kiểm tra chuyên dụng RF3506, thực hiện đo độ giãn và khả năng phục hồi của mẫu vải trước và sau khi in trên cả hai chiều canh sợi (canh dọc và canh ngang) dưới hai mức tải trọng treo tiêu chuẩn là 5 LB và 10 LB.
2. Loại keo chụp bản nào được giới thiệu có tính chất "lưỡng tính" trong in lụa?
Đó là keo chụp bản T101. Đây là dòng keo mang tính chất lưỡng tính, cho phép chụp bản để in được cả mực gốc nước và mực gốc dầu, thao tác sử dụng thuận tiện và giá thành hợp lý.
3. Mực Plastisol cần điều kiện sấy nhiệt độ bao nhiêu để khô hoàn toàn?
Theo tài liệu kỹ thuật trong đồ án, mực in lụa Plastisol là dòng mực gốc dầu nhẹ, không tự khô ở nhiệt độ phòng mà bắt buộc phải qua thiết bị sấy gia nhiệt ở mức nhiệt độ 160°C để tạo màng liên kết hoàn thiện trên bề mặt vải.
4. Đề tài khảo sát tính chất cơ lý trên những chủng loại vải cụ thể nào?
Đề tài thực hiện đo kiểm thực nghiệm trên 3 loại vải dệt thông dụng:
- Vải dệt thoi 100% Cotton.
- Vải dệt kim 65% Cotton / 35% Polyester.
- Vải dệt thoi Kate 35% Cotton / 65% Polyester.
5. Ba phương pháp in lụa phân loại theo kỹ thuật in trên nền màu bao gồm những phương pháp nào?
Đề tài phân loại thành 3 phương pháp:
- In trực tiếp: Gạt mực trực tiếp lên bề mặt vật liệu sáng màu (trắng, vàng).
- In phá gắn: Dùng hóa chất vừa phá hủy màu nền cũ vừa gắn màu in mới lên vải sẫm màu.
- In dự phòng: In một lớp lót màu trắng để che nền trước, sau đó in lớp mực màu mong muốn lên trên.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lâm Phú Cường và Trần Thị Mỹ Xuân đã hoàn thành việc khảo sát quy trình công nghệ in lụa thực tế tại Công ty TNHH Ngân Hồng Phúc và định lượng sự biến đổi tính chất cơ lý của 3 loại vải dệt thông dụng. Thông qua hệ thống thiết bị đo chuyên dụng như máy kéo giãn RF3506, máy đo độ rũ, buồng đo độ thông thoáng và máy sấy ẩm Kett FD660, nghiên cứu đã chứng minh in lụa làm thay đổi đáng kể độ giãn, độ rủ, độ ẩm và độ thông thoáng khí của vật liệu dệt. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm phục vụ công tác giảng dạy chuyên ngành Công nghệ may và hỗ trợ kỹ thuật cho các doanh nghiệp gia công in ấn dệt may.