IN KĨ THUẬT SỐ TRÊN VẢI COTTON VÀ PE/CO

Hoàng Văn Huy
Đơn vị: Khoa thời trang
Email: huyhv@hict.edu.vn

TÓM TẮT

Trong bối cảnh chung của sự phát triển ngành dệt may thì ngành công nghệ in trên vải và sản phẩm cũng có tỷ lệ tăng trưởng lớn trong những năm gần đây. Hiện nay ở Việt Nam đã có rất nhiều cơ sở sản xuất chú trọng đầu tư vào lĩnh vực in ấn trên vải nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường. Phương pháp in phun kĩ thuật số là một phương pháp in hiện đại và đang ngày càng được sử dụng nhiều do: hình in sắc nét, mô tả chính xác màu sắc; thay đổi mẫu linh hoạt, có thể đáp ứng nhu cầu từng khách hàng; không gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên đây là phương pháp đòi hỏi kĩ thuật chính xác và có giá thành tương đối lớn vì vậy các thông số công nghệ in cần phải được tối ưu hóa. Phương pháp này có thể áp dụng được cho các loại vải cotton và cotton pha Pe với các hàm lượng khác nhau. Trong đó, chất lượng hình in với các loại vải có thành phần xơ đồng nhất (100% cotton hoặc 100% PET) cao hơn với các loại vải pha. Bài viết giới thiệu phương pháp in kĩ thuật số theo công nghệ in phun trực tiếp trên vải cotton và Pe/co.

Từ khóa: ( Công nghệ in phun, công nghệ in kỹ thuật số, công nghệ in trên vải… )

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Với xu thế cá thể hóa sản phẩm thời trang và đặc biệt là các sản phẩm áo thun thời trang có in hình hoa văn, công nghệ in phun kỹ thuật số trực tiếp trên sản phẩm may đang ngày càng được sử dụng nhiều trên thế giới. Tuy nhiên, với điều kiện Việt Nam thì đây vẫn là một công nghệ khá mới và chưa được nghiên cứu đầy đủ. Việc nghiên cứu làm chủ công nghệ này là nhu cầu cấp thiết giúp các doanh nghiệp dệt may Việt Nam nâng cao được khả năng cạnh tranh, đáp ứng ngày càng tốt hơn các nhu cầu của khách hàng.

Có nhiều phương án công nghệ cũng như các loại mực và hóa chất đi kèm để thực hiện việc đưa hình ảnh, hoa văn lên trên vải và sản phẩm may. Mỗi phương pháp công nghệ có những ưu nhược điểm riêng. Trong đó, phương pháp in Kỹ thuật số là một phương pháp in hiện đại, với rất nhiều ưu điểm như: thời gian triển khai mẫu nhanh, có thể in được các hình in đa sắc, đường nét tinh xảo, phức tạp, hình ảnh trung thực, hầu như không tạo ra các chất thải nên không gây ô nhiễm môi trường. Đó là những lý do làm cho công nghệ in kỹ thuật số trên vải nhận được sự quan tâm ngày càng nhiều của các nhà sản xuất và có tốc độ tăng trưởng lớn trong khoảng 10 năm trở lại đây. Cũng giống như các công nghệ in khác, một hình in kỹ thuật số trực tiếp trên sản phẩm may thì bên cạnh các yếu tố về thẩm mỹ cần đáp ứng rất nhiều các tiêu chí về sử dụng như độ bền màu với giặt giũ và độ bền màu ma sát. Chất lượng của một sản phẩm in kỹ thuật số phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ khác nhau như: mức độ phun màu lên vải, điều kiện tiền xử lý vải trước khi in cũng như điều kiện định hình màu in. Để làm chủ được công nghệ in này thì các nhà sản xuất cần phải nắm được sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ nêu trên.

2. NỘI DUNG

2.1 Tổng quan về công nghệ in phun trực tiếp

2.1.1. Lịch sử nghiên cứu

Một số nghiên cứu về công nghệ in phun trên các loại vật liệu đã được tiến hành bởi các nhóm nghiên cứu của các nước phát triển và được công bố trong nhiều bài báo và tạp chí quốc tế. Các hướng nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc lựa chọn các loại màu, mực, tính chất của vật liệu, thành phần của mực in..., tiến hành các thí nghiệm làm tăng khả năng hấp phụ của mực in lên bề mặt của vật liệu. Ngoài ra công nghệ in kỹ thuật số uv hiện nay là công nghệ in kĩ thuật số chất lượng cao ở Việt Nam. Đầu phun của máy in được cung cấp từ những quốc gia nổi tiếng về công nghệ trên thế giới. Đến từ các nước tiên tiến như: Toshiba, Ricoh, Kyocera, Epson..đây là những thương hiệu lớn trong nghành in ấn từ lâu. Đầu phun khi đươc nhập khẩu từ những thương hiệu này sẽ cho độ sắc nét và thời gian in cực nhanh. Những quốc gia như Mỹ, Nhật, Hàn quốc là những quốc gia hàng đầu trong việc cung cấp công nghệ in kĩ thuật số
Tại Việt Nam các nghiên cứu trong lĩnh vực in phun trực tiếp trên bề mặt vải có thành phần cotton khác nhau, tác dụng của nhiệt độ với thời gian khác nhau và đánh giá độ bền màu sau giặt, độ bền mài mòn hầu như chưa được triển khai nghiên cứu.

2.1.2. Ứng dụng in kĩ thuật số trong cuộc sống

Ứng dụng của các kỹ thuật in kĩ thuật số trên vải trong đời sống có độ phổ biến nhất định. Dưới đây là ba lĩnh vực ngành nghề áp dụng phương pháp in kĩ thuật số nhiều nhất hiện nay:

Trong thiết kế thời trang

Trong ngành thời trang đồng phục, các xưởng sản xuất sẽ áp dụng phương thức in KTS để in hình lên trên bề mặt của trang phục. Công nghệ in này giúp toàn bộ hình in được in ấn lên trên mặt vải cùng một lượt, không hạn chế về số lượng màu cũng như hình in. Đồng thời, quy trình in ấn nhanh chóng, đáp ứng được số lượng lớn đến rất phù hợp với lĩnh vực thiết kế và sản xuất đồng phục công ty, đồng phục áo lớp, team building,…

Hình 2.1 In KTS được ứng dụng để sản xuất đồng phục

In trang trí nội thất

 KTS lên trên các bề mặt vải tạo nên những tác phẩm tranh treo tường trang trí độc đáo và bắt mắt. Đồng thời, in KTS trên vải còn có thể sản xuất ra những món đồ nội thất khác như in phun lên kính, gỗ, cốc thủy tinh, sành sứ,..

Hình 2.2 In KTS để trang trí nội thất gia đình

In quà tặng quảng cáo

Đối với ngành truyền thông, quảng cáo, công nghệ in kỹ thuật số được ứng dụng để in ấn các ấn phẩm quảng cáo, quà tặng như tờ rơi, biển quảng cáo, poster, lịch để bàn, băng rôn, bảng hiệu,…

Hình 2.3 In Kỹ thuật số các mẫu quà tặng, lịch để bàn

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Nguyên liệu

+ Vải sử dụng để in

- Vải dệt kim single màu trắng thành phẩm (công ty TNHH dệt kim Trung Quy, TP Hồ Chí Minh)

- Tỷ lệ pha trộn xơ trên vải: 100% cotton; Co/Pe (60/40); Co/Pe (40/60); 100 % Polyesster

- Khối lượng riêng của vải: 170-175 g/cm2 (loại vải thông dụng để may áo thun thời trang trên thị trường)

- Mực in: Mực pigment gốc nước nguồn gốc Đài Loan được nhập khẩu và cung cấp bởi Công ty Hòa Hương (TP Hồ Chính Minh)

- Hóa chất tiền xử lý vải trước in: Nguồn gốc Đài Loan (cung cấp bởi công ty Hòa Hương, TP HCM)

- Hóa chất tạo môi trường kiểm tra độ bền màu ma sát (Trung Quốc)

- Chất giặt: Ariel (sử dụng để giặt và kiểm tra màu in sau giặt)

2.3 Phạm vi nghiên cứu:

 Nghiên cứu ảnh hưởng của bản chất vải nền tới khả năng lên màu của hình in trong các điều kiện in khác nhàu

- Giữ ổn định các thông số công nghệ in: tỷ lệ mực phun, công nghệ tiền xử lý vải; chế độ ép định hình (nhiệt độ, thời gian)

- Thay đổi hàm lượng cotton và polyester trên vải.

- Đánh giá sự khác biệt về khả năng lên màu của các loại vải trong mỗi điều kiện in khác nhau.

Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số in tới chất lượng in trên các chất liệu vải khác nhau

- Thực hiện in từng loại vải trong các điều kiện in khác nhau: tỷ lệ phun màu, thời gian ép gia nhiệt định hình.

- Đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ lệ màu và thời gian gắn màu đối với từng loại vải.

Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn tiền xử lý tới chất lượng màu in

- Tiến hành nghiên cứu trên vải cotton 100%

- Tiến hành tiền xử lý vải với các mức độ tiền xử lý khác nhàu

+ Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản

- Đã tiến hành khảo cứu về vải co/pe công nghệ in.

- Đã đánh giá được ảnh hưởng của các điều kiện công nghệ đến khả năng hấp phụ mực in

- Đã đánh giá được khả năng hấp thụ mực in của các loại vải có thành phần co/pe  khác nhau, tốc độ in, cường độ phun, % tráng phủ, thời gian ép, trước giặt và sau 5 lần giặt khác nhau,t ừ đó đã đưa ra được các định hướng về công nghệ in sử dụng cho vật liệu phù hợp cho chất lượng in tốt nhất

2.4 Phương pháp nghiên cứu

- So sánh màu sắc của mẫu in ngay sau khi ép định hình nhiệt

- So sánh màu sắc của mẫu in sau giặt:

- Giặt 1 chu kì

- Giặt 5 chu kì

- So sánh màu sắc của mẫu in sau thực nghiệm mài mòn:

- Mài mòn khô

- Mài mòn ướt

- Quan sát ảnh chụp và đánh giá cảm quan bằng mắt thường

- So màu trong buồng ánh sáng chuẩn và đánh giá sự sai khác màu sắc theo thang thước trắng

- Thang thước có 9 cấp độ đánh giá là: 1; 1-2; 2; 2-3; 3; 3-4; 4; 4-5; 5 (trong đó cấp độ 1 là sự khác biệt về màu sắc cao nhất và giảm dần về cấp độ 5)

- So sánh sự khác biệt về màu sắc của các mẫu in và đánh giá thông qua cấp độ tương ứng với sai khác màu trên thang thước trắng

+ Đóng góp của tác giả

- Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần đánh giá được khả năng gắn màu và độ bền hình in trên vải co/pe. Các kết quả này có vai trò quan trọng trong việc xây dựng công nghệ và quy trình in trên các loại vải có thành phần cotton khác nhau.

2.5 Công nghệ in trực tiếp trên sản phẩm may và ứng dụng sản xuất áo thun

- Sự xuất hiện của công nghệ in kỹ thuật số với rất nhiều ưu việt có thể dự báo trước về sự sụt giảm nghiêm trọng của phương pháp in lưới. Càng ngày càng nhiều  dòng sản phẩm in lưới đang được thay thế bằng in kỹ thuật số.

- So sánh với các công nghệ in truyền thống thì công nghệ in kỹ thuật số cho thấy các ưu điểm vượt trội không những về chất lượng hình in mà còn về khía canh công nghệ như giảm thời gian, giảm năng lượng và đặc biệt là sự thân thiện với môi trường.

                         Hình 2.6 Sản phẩm sử dụng cộng nghệ in kỹ thuật số

                          Hình 2.7 Sản phẩm sử dụng cộng nghệ in truyền thống
 

                              Bảng 2.1: So sánh in kỹ thuật số và in truyền thống

 Hình 2.1:  Một số ưu điểm về công nghệ của in kỹ thuật số so với in truyền thống

 2.6. Qui trình thực nghiệm

a. Lựa chọn mẫu in

- Nhằm đảm bảo sự trung thực của màu in cũng như dễ dàn trong việc đánh giá chất lượng in, mẫu in được sử dụng cho đề tài này là mẫu kiểm nghiệm in tiêu chuẩn của hiệp hội in phun. Mẫu được hình thành bởi  các dải màu cơ bản trong in ấn thuộc cả hai hệ màu là RGB (dùng cho thiết kế) và CMYK (dùng cho gia công in)

Hình 2.2: Mẫu hình in (Printer Test Sheet – www. systeminsight.co.uk)

b. Qui trình thực nghiệm in

Các bước tiến hành thực nghiệm in:

- Bước 1: Cắt mẫu

Vải in được cắt thành các mảnh có kích thước bằng nhau là 30x 45 cm.

- Bước 2: ép phẳng sơ bộ

Tất cả các mảnh vải sau khi đã cắt theo kích thước mẫu được tiến hành ép sơ bộ ở nhiệt dộ 190^oC trong thời gian 3-4 giây để làm phẳng

- Bước 3: Tiền xử lý vải

Vải sau khi được ép phẳng sẽ được đưa lên giá phun, sau đó được phun phủ một lớp hóa chất tiền xử lý trên toàn bộ bề mặt. Chế độ phun được áp dụng giống nhau với tất cả các mẫu, trừ các mẫu dùng để nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn tiền xử lý. Việc phun hóa chất được thực hiện nhờ thiết bị phun cầm tay chuyên dụng để đảm bảo sự đồng đều.

- Bước 4: Làm khô vải sau tiền xử lý

Vải sau khi được phun hóa chất tiền xử lý sẽ được ép gia nhiệt ở nhiệt độ 150^oC trong thời gian 10 giây để làm khô bề mặt, nhằm đảm bảo không có sự di tản của mực in trong quá trình in

- Bước 5: In phun

Vải sau khi đã làm khô được đưa vào khuôn giữ vải trên máy in phun. Máy in đã được kết nối với máy tính và phần mềm điều khiển quá trình in. Các thông số in được thay đổi theo từng thí nghiệm và được cài đặt trên phần mềm điều khiển.

- Bước 6: Định hình nhiệt sau in

Các mẫu vải sau khi in được để khô tự nhiên trong khoảng 10 phút. Tiếp theo các mẫu vải được ép gia nhiệt định hình trên máy ép tại nhiệt độ 190 ^oC trong các khoảng thời gian khác nhau.

Sau khi ép gia nhiệt, các mẫu vải được lưu trữ và bảo quản trong các túi PP ơ điều kiện phòng trước khi được đem đi so sánh.
   

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình thực nghiệm in

Bảng mã hóa các mẫu:

Để dễ dàng trong việc theo dõi và kiểm soát thực nghiệm cũng như phân tích và đánh giá, các mẫu thí nghiệm được mã hóa theo kí hiệu tổng quát là:

Tx.y.z

Trong đó:

T là kí hiệu viết tắt của “Thực nghiệm)

x: là kí hiệu hàm lượng cotton có trên mẫu vải thử nghiệm. Trong nghiên cứu này sử dụng 4 loại vải dệt kin single màu trắng với các hàm lượng cotton khác nhau. Vì vậy giá trị x nhận tương ứng là: 1 - 100%; 2 - 60%; 3 - 40%; 4 - 0%

y: là kí hiệu thời gian ép gia nhiệt sau in. Trong nghiên cứu này sử dụng 3 thời gian ép gia nhiệt khác nhau. Vì vậy giá trị y nhận tương ứng là: 1- 20s; 2 - 40s; 3 - 60s

z: là kí hiệu của cường độ phun màu. Cường độ phun màu ở đây được hiệu là lưu lượng mực được máy in phun lên vải. Với thiết bị và phần mềm in sử dụng trong nghiên cứu thì cường độ phun màu có thể tay đổi từ 0% đến 200%. Thông số này được điều chỉnh thông qua phần mềm điều khiển và có kết nối để truyền tín hiện tự động tới máy in như một phần của thông số lệnh in. Cụ thể trong nghiên cứu này, cường độ phun màu được dử dụng ở 4 mức khác nhau. Vì vậy giá trị z nhận tương ứng là: 1- 50%; 2 - 70%; 3 - 100%; 4 - 120%

Tập hợp tất cả các thí nghiệm in được thống kê trong bảng sau:

Bảng 2.2 : Bảng mã thí nghiệm các mẫu vải in

2.7. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm

a. Đánh giá thông qua hình ảnh trực quan

- Các mẫu vải sau in được tiến hành chụp ảnh bằng máy ảnh trong buồng kín chỉ sử dụng ánh sáng đèn neon. Các điều kiện chụp được giữ thống nhất với tất cả các mẫu.

- Các hình ảnh được tiến hành ghép nối và so sánh.

b. Đánh giá thông qua sự sai khác màu bằng thang thước trắng

- Mức độ lên màu của các mẫu in được đánh giá thông qua việc so sánh bằng thang thước trắng  sử dụng buồng ánh sáng chuẩn.

- Do điều kiện thí nghiệm nên đề tài đã sử dụng thang dây màu (thang thước trắng) để đánh giá. Thang thước trắng dây màu có 9 cấp độ sai khác về màu sắc với các chỉ số lần lượt là: 1; 1-2; 2; 2-3; 3; 3-4; 4; 4-5; 5 (trong đó 1 là cấp độ sai khác màu lớn nhất; 5 là cấp độ sai khác màu nhỏ nhất).

-Như vậy, lên màu của hình in cũng như mức độ giảm màu của các mẫu trước và sau khi xử lý giặt và mài mòn được xác định theo qui luật sau: nếu các mẫu có sự sai khác màu càng ít thì sẽ tương ứng với cấp sai khác có giá trị càng cao trên thang dây màu.

-Phương pháp so màu bằng thang thước xám tuân theo hướng dẫn của tiêu chuẩn ISO 105 A03. 

c. Một số qui trình thực nghiệm đánh giá độ bền màu hình in

-Trong đề tài, hai độ bền màu cơ bản đã được tiến hành đánh giá đơi với các mẫu in là:

- Độ bền màu với giặt

Với độ bền màu giặt thì các mẫu sau in sẽ được tiến hành giặt trên máy giặt dân dụng cửa đứng với các qui trình giặt thông thường. Chất giặt được sử dụng ở đây là nước giặt Ariel với hàm lượng như khuyến cáo của nhà sản xuất.

- Các mẫu được tiến hành giặt 1 chu kì và 5 chu kì trước khi được đem so sánh sự khác thay đổi về màu sắc.

- Độ bền màu ma sát

- Với độ bền màu ma sát, các mẫu sau in được tiến hành mài mòn khô và mài mòn ướt trên máy thí nghiệm của Trung tâm thí nghiệm vật liệu Dệt may, Da giầy, Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Các thông số của thí nghiệm mài mòn là:

Dung dịch xử lý: NaCl (chỉ dùng với mài mòn ướt)

Thời gian ngâm: 30 phút

Thời gian mài: 20 giây

Tốc độ mài: 1 chu kì/giây

Thực nghiệm mài mòn được tiến hành theo tiêu chuẩn ISO 105-x12

3. KẾT LUẬN

 - Từ các kết quả nghiên cứu tổng quan và thực nghiệm, đề tài đã rút ra một số kết luận chung như sau:

- Phương pháp in phun kĩ thuật số là một phương pháp in hiện đại và đang ngày càng được sử dụng nhiểu do: hình in sắc nét, mô tả chính xác màu sắc; thay đổi mẫu linh hoạt, có thể  đáp ứng nhu cầu từng khách hàng; không gây ô nhiễm môi trường

- Phương pháp này có thể áp dụng được cho các loại vải cotton và cotton pha Pe với các hàm lượng khác nhau

- Các hình in theo phương pháp này cho độ bền màu với giặt và đặc biệt là bền màu ma sát rất cao

- Các thông số in như: cường độ phun màu, thời gian ép định hình có ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng lên màu, độ bền màu với giặt và với ma sát

- Với các thành phần vải khác nhau có thể thay đổi cường độ lên màu; tuy nhiên điều kiện hợp lý được khuyến cáo là ở mức 100% với thời gian ép 40s

- Tiền xử lý bề mặt vải trước khi in cho chất lượng in tốt hơn, tuy nhiên tùy theo nhà cung cấp mà cần phải kiểm tra mức độ phun phủ hóa chất tiền xử lý phù hợp để giảm giá thành in.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

 1. Trần Thu Uyên (2024), In Kỹ Thuật Số Trên Vải Là Gì? Ưu và Nhược Điểm In Áo KTS,
Ngày 11/5/2024, https://dongphuchaianh.vn/in-ky-thuat-so-tren-vai

2. PGS.TS Cao Hữu Trượng, Công nghệ hóa học sợi dệt, Hà Nội – 1994

3. K. Hunger, Industrial Dyes, Wiley, Gmbh, German, 2003.

4. G. R.Chatwal, Synthetic Dyes, Himalaya Publishing, New Delhi, India, 2009.

5. PGS.TS Cao Hữu Trượng, PGS. TS Hoàng Thị Lĩnh, Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội – 2004.

6. Principles of Image PrintingTechnology: / Yuri V. Kuznetsov- xuất bản 2021

7. The Art of Colour: The History of Art in 39 Pigments/ Kelly Grovier- xuất bản 2023