ThS. Nguyễn Thị Thảo Anh
Khoa Công nghệ Dệt May
Trong quá trình sản xuất công nghiệp, chất lượng đường may đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá giá trị thẩm mỹ và độ bền của sản phẩm. Trong đó, độ nhăn đường may là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến cảm quan và chất lượng sản phẩm. Độ nhăn không chỉ khiến sản phẩm mất đi tính thẩm mỹ mà còn ảnh hưởng đến sự hài lòng của khách hàng, từ đó làm giảm khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Do đó việc nghiên cứu phương pháp xác định độ nhăn đường may có ý nghĩa rất lớn trong quá trình sản xuất, nhằm kiểm soát chất lượng sản phẩm một cách hiệu quả. Trong bài chuyên môn sâu này, tác giả trình bày phương pháp xác định và các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhăn đường may.
1. Khái quát về độ nhăn đường may
Nhăn đường may là hiện tượng vải bị biến dạng uốn và co bởi đường may tạo nên những sóng nhăn liên tục của một hay nhiều lớp vải tham gia được liên kết với nhau từ mũi may này sang mũi may khác dọc theo đường may. [1]
Hình 1. Hình ảnh đường may bị nhăn [2]
2. Tầm quan trọng của việc xác định độ nhăn đường may
Độ nhăn đường may là một trong những lỗi thường gặp trong sản xuất công nghiệp. Nhăn đường may làm ảnh hưởng trực tiếp đến tính thẩm mỹ và chất lượng sản phẩm đối với người tiêu dùng. Trong thị trường ngành may ngày càng cạnh tranh, các lỗi kỹ thuật dù nhỏ như nhăn đường may cũng có thể khiến sản phẩm bị loại khỏi đơn hàng hoặc giảm giá thành gia công.
Độ nhăn đường may không chỉ phụ thuộc vào kỹ thuật may mà còn liên quan đến đặc tính vật liệu, công nghệ may, thiết bị sử dụng và quy trình kiểm soát chất lượng. Việc xác định và phân tích nguyên nhân gây nhăn đường may giúp doanh nghiệp đánh giá được mức độ ổn định và hiệu quả trong dây chuyền sản xuất.
Xác định được độ nhăn đường may và nguyên nhân gây ra nhăn giúp cho nhân viên cải tiến điều chỉnh các thông số kỹ thuật như lực căng chỉ, tốc độ máy.... Điều này không những giúp giảm tỷ lệ lỗi mà còn góp phần rút ngắn thời gian xử lý, tiết kiệm chi phí sản xuất và nhân công là cơ sở để cải tiến kỹ thuật và nâng cao năng suất.
Việc đánh giá chính xác độ nhăn và áp dụng các phương pháp đo lường phù hợp giúp doanh nghiệp chủ động kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn AQL hoặc các tiêu chuẩn riêng theo yêu cầu khách hàng.
3. Các yếu tố ảnh hưởng
3.1. Yếu tố nguyên liệu
a. Vải [3]
Các sóng nhăn của vải thường xuất hiện ngẫu nhiên tại các điểm bất kỳ trên đường may và lan tỏa ra xung quanh theo hướng vuông góc với đường may. Trong thực tế do các lớp vải tại vị trí đường may thường dày hơn so với lân cận đường may nên biến dạng nhăn thường nhỏ hơn tại vị trí lân cận đường may.
Như vậy biến dạng nhăn của vải trên đường may có liên quan chặt chẽ tới độ cứng uốn của vải và khả năng chống lại sự biến dạng của vải dưới tác dụng của lực nén ép của vòng chỉ may.
Độ cứng uốn của vải được đặc trưng bởi mô đun đàn hồi của vải khi uốn (g/lực/cm2) phụ thuộc vào độ cứng của xơ và sợi tạo nên vải, phụ thuộc vào cấu trúc vải. Khi vải có độ cứng lớn sẽ chống lại tính chất uốn. Khi tăng chiều dày vải, độ cứng của vải sẽ tăng đáng kể. Với vải mềm, mỏng, mô đun đàn hồi khi uốn của vải nhỏ, và ngược lại với vải cứng dày, mô đun đàn hồi khi uốn của vải lớn. Một điểm lưu ý rằng, với các vải mềm, mô đun đàn hồi nhỏ dễ bị co dúm, hệ số nhăn của chúng không lớn. Với loại vải cứng, mô đun đàn hồi lớn sẽ không bị nén ép và co dúm bởi sức căng của chỉ tại mũi may, trong trường hợp này hệ số nhăn của chúng là lớn, vải ít bị nhăn.
Cấu trúc và tính chất của vải có ảnh hưởng trực tiếp tới hiện tượng nhăn của vải bởi đường may. Một số loại vải sử dụng hiện nay có xu hướng co và nhăn tự nhiên, thường là các vải popolin (kiểu dệt vân điểm), vải lanh dệt thoi. Đặc điểm của loại nguyên liệu này là cấu trúc điểm nổi ngang thường bởi tỷ lệ sợi dọc/ngang là 2:1 hoặc do sử dụng sợi ngang với mật độ mau hơn.
Các loại vải dệt thoi mịn, sợi thành phần quá mảnh, có pha chun hoặc các loại vải đã được xử lý tráng phủ nhựa dễ co dúm và nhăn bởi đường may do có cấu trúc chặt chẽ. Nếu vải được dệt dày gần tới mật độ tới hạn, vải dệt từ những sợi mảnh có thể không đủ chỗ để chứa thêm một sợi chỉ may, do đó chỉ may làm kéo các sợi đã được dệt. Nếu vải được dệt từ sợi được xe cứng hoặc vải được xử lý hoàn tất đặc biệt. Mũi may dọc theo một đường thẳng sẽ lệch và đẩy các sợi lệch sang bên cạnh hoặc các sợi gây ra lực kéo là nguyên nhân làm cho vải bị nhăn bởi đường may, đặc biệt hiện tượng này càng tăng lên khi may với tốc độ cao
b. Chỉ may [3]
Các đặc tính cơ học và lý học của chỉ ảnh hưởng đến độ nhăn đường may bao gồm: đặc tính co giãn, độ mảnh, độ bền ma sát, sự đồng đều và ổn định kích thước… Nếu sức căng của chỉ được đặt quá cao trong khi may, độ giãn của chỉ tăng, thành phần độ giãn đàn hồi của chỉ cũng tăng theo. Sau khi may xong sức căng của chỉ giảm xuống, độ giãn đàn hồi mất làm chỉ co mạnh, điều này gây nhăn đường may nhiều hơn.
Trong quá trình may, với các loại chỉ có chi số thấp (chỉ thô), cần có một lực năng lớn để tạo mũi may. Như vậy, sẽ làm tăng nguy cơ nhăn đường may do sức căng. Vì vậy, chỉ càng mảnh thì tạo đường may càng đẹp.
3.2. Yếu tố thiết bị [3]
Thiết bị may có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đường may là một yếu tố ảnh hưởng đến độ nhăn đường may
a. Kim máy
Để đường may đạt chất lượng tốt thì việc lựa chọn kim, chỉ phải phù hợp với đặc tính của từng loại vải. Khi kim đâm xuyên vải, trở lực làm cho vải biến dạng. Mức độ dịch chuyển của sợi vải khi kim đâm xuyên tùy thuộc vào mật độ, kiểu dệt và chi số của sợi vải và chỉ may. Đối với vải mịn có qua xử lí đặc biệt, sự dịch chuyển sang hai bên của sợi dọc lẫn sợi ngang là rất ít. Do vậy, khoảng cách giữa các sợi vải do kim gây ra sẽ hạn chế hơn, vì vậy độ dạt sẽ xảy ra ít hơn.
Chi số kim và chi số chỉ may cũng cần phải chú ý, nếu dùng kim quá to so với chỉ, vải sẽ để lại lỗ trên mặt vải sau khi may làm mất thẩm mỹ sản phẩm, mặt khác làm giảm độ bền của đường may, nếu dùng kim quá nhỏ so với chỉ và vải sẽ có thể làm gẫy kim trong quá trình may và làm đứt chỉ khi may, đường may bị bỏ mũi, giảm độ bền đường may. Vì vậy phải lựa chọn kim may cho vải và chỉ phù hợp nhất.
Một số loại xơ (tơ tằm, nylon) về bản chất mềm dẻo hơn các xơ khác (bông, lanh). Điều tất yếu là vải dệt từ các xơ mềm dẻo mũi kim sẽ đâm qua dễ hơn. Các loại vải có cấu trúc chặt chẽ khoảng trống giữa các sợi quá nhỏ, kim đâm xuyên vào khó hơn do các sợi khó dịch chuyển. Trong các trường hợp như vậy, việc chọn hình dạng đầu mũi kim là rất quan trọng. Chất lượng đường may có thể được xem là đảm bảo khi kim có thể đâm xuyên vào sợi mà không làm hỏng bề mặt vải (đứt sợi).
Sự dịch chuyển của sợi dọc và sợi ngang gây ra bởi kim nhiều hơn chỉ may. Kim không đạt yêu cầu về chủng loại và chất lượng có thể gây ra nhiều tác hại đối với vải dọc theo đường may. Vì vậy, cần phải luôn kiểm tra kim trước khi may và lựa chọn chủng loại kim bao gồm hình dạng đầu kim, chi số kim phù hợp với loại vải cần may.
b. Lực nén bàn ép (chân vịt), cơ cấu dịch chuyển vải (cầu răng cưa)
Lực nén chân vịt được xem là 1 trong số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ may và khả năng chuyển dịch của các lớp vải trong quá trình may. Lực ép/ nén càng lớn, cầu răng cưa cao thì tốc độ chuyển dịch của lớp vải càng giảm. Tốc độ hình thành mũi may ảnh hưởng đến giá trị sức căng chỉ kim. Sức căng chỉ kim tăng lên khi tốc độ mũi may tăng lên. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng đường may.
Ngoài ra, khi may, vải được dịch chuyển dưới tác dụng của cầu răng cưa, chân vịt. Do chân vịt đứng yên, thanh răng cưa chuyển động theo quỹ đạo, nếu tốc độ của máy tăng lên, dẫn tới tăng tốc độ dịch chuyển vải bằng thanh răng cưa, điều này sẽ làm ảnh hưởng đến độ dịch chuyển các lớp vải, tác động đến độ nhăn đường may.
Tốc độ máy cũng là một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đường may, thực tế cho thấy ở tốc độ trung bình từ 3000 – 4500 vòng/phút quá trình hình thành mũi may và hệ thống cấp vải có ảnh hưởng nhiều đến hình dạng đường may trên vải. Tốc độ may cao hơn yêu cầu lực nén chân vịt lớn hơn. Tốc độ máy ảnh hưởng đến giá trị sức căng chỉ.
Các thông số công nghệ và thiết bị khác như: chi số kim và vận tốc may thì có ảnh hưởng như nhau tới độ nhăn đường may, nghĩa là chi số kim nhỏ và tốc độ may thấp thì hạn chế được độ nhăn đường may.
4. Phương pháp đo độ nhăn đường may
4.1. Phương pháp đo chủ quan [4]
Phương pháp AATCC là phương pháp được công bố thành tiêu chuẩn và được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Quá trình thực hiện đo bằng tiêu chuẩn AATCC:
- Mẫu được giặt với tải 1,8 kg trên máy giặt tự động có bột từ 0 – 5 lần
- Sau đó, chuyển mẫu sang máy sấy hoặc treo đến khô và đặt trong điều kiện tiêu chuẩn 2 ngày.
- Mẫu được đặt lên bảng nghiêng với đường may theo hướng từ dưới lên.
- Ba nhân viên thí nghiệm đứng trước mẫu cách mẫu 1,2m tiến hành đánh giá độc lập từng mẫu thử bằng cách so sánh sự nhăn trên mẫu với các ảnh chuẩn rồi ấn định số (cấp) ảnh chuẩn phù hợp nhất với ngoại quan của mẫu thử. Các ảnh chuẩn gồm 5 cấp độ.
Bộ ảnh tiêu chuẩn được AATCC sản xuất nhằm đánh giá đường may thực tế trên sản phẩm có được chấp nhận hay không. Tiêu chuẩn gồm 5 cấp độ chỉ ra sự thay đổi mức độ nhăn của vải trên đường may, từ 1 đến 5, cấp 1 là xấu nhất và cấp 5 là tốt nhất. Phương pháp này đánh giá độ phẳng của đường may trên vải sau giặt, dựa trên sự quan sát của nhân viên thí nghiệm trong phòng tối với những điều kiện quy định. Nhược điểm của phương pháp này là kết quả thí nghiệm phụ thuộc vào nhận xét của người quan sát. Các mẫu vải đã được may phải tuân theo những nguyên tắc giặt chuẩn. Việc đánh giá sử dụng ánh sáng chuẩn và tầm nhìn bằng cách việc so sánh các mẫu vải với các tiêu chuẩn tương ứng.
Hình 2. Cấp độ phẳng đường may AATCC [3]
4.2. Phương pháp đo khách quan [1]
Việc đánh giá các nếp nhăn là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong quản lý chất lượng trong nền công nghiệp sản xuất hàng may mặc. Các nếp nhăn đường may dẫn đến những sản phẩm may không thể chấp nhận về mặt thẩm mỹ và có thể gây ra sự khó chịu khi sử dụng. Hiện nay, việc đánh giá độ nhăn của đường may được thực hiện chủ yếu bởi những nhân viên kiểm tra, tức mang tính chủ quan, không đáng tin cậy và tốn thời gian. Phương pháp đánh giá khách quan dựa trên việc sử dụng các công nghệ phân tích hình ảnh và nhận biết mẫu của K.L. MAK, WEI LI. Phương pháp đánh giá khách quan dựa trên kỹ thuật mạng nơron nhân tạo nhằm xếp loại độ nhăn đường may với mức độ chính xác cao. Hệ thống này bao gồm hệ thống thu nhận hình ảnh, một thuật toán để định vị đường may, giai đoạn trích dẫn đặc tính và một hệ thống mạng nơron nhân tạo của loại biểu đồ tự thiết lập để phân loại các đặc tính.
A. Thiết bị:
- Máy chụp ảnh CCD
- Đèn dây tóc halogen
- Máy phân cấp độ nhăn đường may (Mạng thần kinh)
B. Các mẫu thí nghiệm
- Mẫu vải thí nghiệm có chiều dài 210mm và rộng 158mm
C. Các bước thực hiện
- Mạng nơron nhân tạo:
Thuật toán mạng nơron nhân tạo với biểu đồ tự thiết lập (SOM) được tính toán bởi Teuvo Konohen là một phương án rất phù hợp với các vấn đề liên quan đến việc phân loại. SOM là một phương pháp tự học không thông qua người dạy. Tuy nhiên, nếu các cấp nhãn được biết trước thì nó sẽ được dùng như một máy phân loại. Trong một máy phân loại theo mô hình SOM, mỗi một nơron sẽ được gán cho một nhãn theo cấp dựa trên số lượng các cấp hoặc theo những nguyên lý khác và sẽ được phân loại bởi thuật toán đối tượng lân cận gần nhất
Hình 3. Biểu đồ tự thiết lập [1]
1. Nhập số liệu đầu vào.
2. Số liệu đầu ra so sánh để trở thành giá trị cuối
3. Điều chỉnh độ lớn của giá trị cuối và các giá trị xung quanh theo giá trị đầu vào
Hình 4. Sơ đồ khối của hệ thống phân loại [1]
- Quy trình: Quy trình của hệ thống phân loại đối với độ nhăn đường may được mô tả trong hình 4. Các hình ảnh của độ nhăn đường may sẽ thu được từ hệ thống máy chụp ảnh CCD, và rồi sẽ được biểu đồ hóa bằng các hình ảnh mức xám. Kế đó, một thuật toán sẽ được sử dụng để phát hiện ra các đường may. Dựa trên các đường may đã được định nghĩa trước, các bức ảnh mức xám thu được sẽ được chuẩn hóa (bao gồm công việc chuyển hóa và cắt xén bớt). Các bức ảnh chuẩn sẽ được tách thành 2 bộ, các bức ảnh mẫu sẽ được dùng để huấn luyện máy phân loại và nhóm còn lại gồm các hình chưa được xác định có thể được sử dụng như những giá trị thử nghiệm để xác định độ chính xác và tính hiệu quả của máy phân loại.
-
Thu nhận hình ảnh: Dùng máy ảnh CCD chụp hình ảnh đường may với độ phân giải 640 x 480 pixels.
-
Tiêu chuẩn hóa hình ảnh: Dựa trên các tham số của đường may thu được trong chuyển hóa Hough, việc xoay và tịnh tiến sẽ được áp dụng để chuyển hóa đường may thành tâm dọc của ảnh. Để giảm bớt thời gian xử lý dữ liệu dư thừa, thì một vùng diện tích 610 x 122 pixels sẽ được lấy sau khi đã cắt xén tương ứng với 200 mm dài và 40 mm rộng.
Hình 5. Phát hiện đường may, chuyển đổi và cắt xén hình ảnh [1]
Trong đó: (a) là hình ảnh mức xám ban đầu thu được từ hệ thống máy ảnh CCD
(b) là hình ảnh sau khi dùng phương pháp phát hiện biên của Canny với đường may được xác định bằng chuyển hóa Hough
(c) và (d) là những hình ảnh sau khi đã được lần lượt xoay và cắt xén
-
Trích dẫn các đặc tính: Công việc quan trọng nhất trong phân cấp độ nhăn đường may là rút ra các đặc tính là những thứ đặc trưng cho độ nhấp nhô của các cấp khác nhau. Trong nghiên cứu này các đặc tính được trích ra dựa trên 3 vấn đề chính được xem xét trong quá trình kiểm tra bởi nhân tố con người, đó là mật độ, độ sâu và độ dày của các nếp nhăn đường may. Quy trình trích đặc tính được mô tả trong hình 6.
Hình 6. Quy trình trích đặc tính [1]
-
Xây dựng và đào tạo hệ thống thần kinh
Một khi các nơron đã được gán tên, một mẫu nào chưa xác định được đưa vào mạng lưới, và kết quả đầu ra của máy phân cấp sẽ được dựa theo phương pháp sai lệch trung bình nhỏ nhất, tức là tên của nơron được chọn sẽ được dùng để đặt tên cho mẫu chưa xác định.
5. Kết luận
Độ nhăn đường may là một trong những chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng phản ánh chất lượng gia công và tính thẩm mỹ của sản phẩm may mặc. Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp hiện đại, nơi mà yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao, nhận diện và đánh giá đúng mức độ nhăn không chỉ giúp kiểm soát lỗi trong quá trình sản xuất mà còn tạo tiền đề cho việc cải tiến kỹ thuật, nâng cao năng suất và uy tín sản phẩm trên thị trường. Qua bài chuyên môn sâu tác giả đưa ra nội dung về độ nhăn đường may, tầm quan trọng, phương pháp xác định và các yếu tố ảnh hưởng. Việc áp dụng hiệu quả các xác định độ nhăn đường may sẽ góp phần giảm thiểu sai lỗi, tiết kiệm chi phí, đồng thời đáp ứng tốt hơn các tiêu chuẩn chất lượng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Mậu Tùng (2008); “Khắc phục độ nhăn đường may trên vải phi lụa”; Luận văn thạc sỹ khoa học; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
[2]. Nguyễn Thị Lệ (2008); “Nghiên cứu đánh giá khách quan độ nhăn và ảnh hưởng của một số thông số vải đến nhăn đường may”; Luận văn thạc sỹ kỹ thuật; Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[3]. Bùi Thanh Hương (2008); “Xây dựng mô hình cơ học mô phỏng biến dạng gây nhăn đường may của vải polyeste”; Luận văn thạc sỹ khoa học; Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[4]. AATCC Technical Manual; “Smoothness of Seams in Fabrics after Repeated Home Laundering”, Test Method 88B-1996; 2001.
[5]. Nguyễn Thị Lệ (2008); “Nghiên cứu đánh giá khách quan độ nhăn và ảnh hưởng của một số thông số vải đến nhăn đường may”; Luận văn thạc sỹ kỹ thuật; Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.