Trang chủ Tin In Ấn Công nghệ in kỹ thuật số khổ lớn - Phần 1

Công nghệ in kỹ thuật số khổ lớn - Phần 1

Công nghệ in kỹ thuật số khổ lớn - Phần 1

A. Giới thiệu đề tài

Đã từ lâu, kể từ khi con người biết cách dùng sợi bông dệt lại thành tấm vải và làm thành quần áo và con người phát minh ra cách thức nhuộm vải thì vải vóc đã đi vào cuộc sống hằng ngày của con người: quần áo trang phục, trang trí nội thất, … vì tính chất mềm mại và khả năng bắt màu của sợi vải và nó thể hiện tính muốn gần gũi thiên nhiên của con người. Thế nhưng những yếu điểm của thuốc nhuộm vải (dễ bay màu, thời gian sản xuất lâu) phần nào làm giảm sự đa dạng về màu sắc và kiểu dáng của hoa văn, hoạ tiết có thể áp dụng lên tấm vải.

Ngày nay, khi khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhu cầu đó của con người không hề giảm bớt mà ngày càng tăng cao. Càng ngày con người ta càng đòi hỏi những tấm vải phải có nhiều màu sắc hơn, đẹp hơn, bền màu hơn và ứng dụng nhiều hơn. Trình độ khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển của con người kéo theo sự phát triển của công nghệ in kỹ thuật số, tăng cường khả năng in ấn trên nhiều loại vật liệu, đặc biệt là công nghệ in trên vải sợi. Càng ngày càng có nhiều loại mực in phù hợp với từng loại sợi vải, độ bền màu cao, những loại máy in mới có tốc độ sản xuất nhanh, in được kích thước lớn. Sự hỗ trợ của công nghệ máy tính điện tử đã tạo điều kiện cũng như động lực thúc đẩy ham muốn thỏa mãn nhu câu của con người, để từ đó công nghệ kỹ thuật số ngày càng phát triển và phục vụ cho đời sống con người.

Nhằm thoả mãn tính tò mò về công nghệ in có khả năng ứng dụng cao trong đời sống con người, nhóm quyết định tìm hiểu về những thiết bị, công nghệ in giúp in trực tiếp lên vải sợi và những yếu tố có ảnh hưởng đến chất lượng in, đồng thời đưa ra ý kiến riêng trong quy trình sản xuất nhằm tối ưu hóa chất lượng sản phẩm in.

B. Thị trường in KTS khổ lớn thế giới trên vải sợi

 

Hiện nay ngày càng có nhiều cải tiến về công nghệ nhằm đáp ứng các yêu cầu trong in Kỹ thuật số. Ước lượng có khoảng 11 – 15% vải sợi sử dụng công nghệ in để tạo hình bên cạnh công nghệ dệt, nhuộm hoặc tạo ảnh truyền thống trên vải. Sự phát triển của công nghệ in trên sợi không theo một quy luật nào mà nó phụ thuộc vào xu hướng thời trang và chu kỳ của nền kinh tế. Khi thị hiếu thời trang hướng đến sử dụng các màu đơn giản hoặc đang diễn ra suy thoái, ngành in Kỹ thuật số trên vải sợi cũng sẽ bị tụt giãm.

Vào năm 2005, hơn 32 tỉ m2 được in bằng phương pháp in truyền thống. Hơn 80% trong số đó được in bằng phương pháp in lụa trong khi không đến 5% là sử dụng phương pháp in chuyển, số còn lại được nhuộm hoặc dệt. Trong những năm vừa qua, ngành công nghiệp in trên vải sợi đã ngày càng hướng đến gần việc sử dụng công nghệ in Kỹ thuật số. Tuy nhiên cũng chỉ có không đến 1% vải sợi được in bằng phương pháp in Kỹ thuật số. Vào năm 2005, người ta ước tính có khoảng 65 triệu m2 vải sợi được in bằng phương pháp in Kỹ thuật số. Dự báo rằng con số này sẽ tăng lên 10% vào năm 2010. Các giải pháp in Kỹ thuật số trên sợi mới nhất hiện nay đang cạnh tranh với công nghệ in lụa về tốc độ, giá thành và chiều dài in có thể đáp ứng được.

Có hai yếu tố tác động đến sự lớn mạnh của công nghệ in kỹ thuật số trên vải. Thứ nhất là sự phát triển của công nghệ in vải truyền thống và thứ hai là sự phát triển về mặt công nghệ của công nghệ in kỹ thuật số trên vải. Càng ngày có càng nhiều những cải tiến để đáp ứng các yêu cầu trong in Kỹ thuật số. Những cải tiến này bao gồm những phát triển về đầu phun, mực in (mực màu hoặc mực chứa pigment), các phương pháp xử lý sợi trước khi in và việc sử dụng vật liệu. Trong thời gian gần đây, tốc độ in của hầu hết các máy in Kỹ thuật số đều được nâng cao trong khi giá thành của mực in đang giãm, theo đó, sự lớn mạnh của công nghệ in Kỹ thuật số có thể vẫn tiếp tục tăng nhanh. Tuy nhiên vẫn còn nhiều thử thách mà công nghệ in Kỹ thuật số phải vượt qua, cụ thể là việc quản lý màu trong quá trình in. Các dòng máy in Kỹ thuật số trên vải yêu cầu phải có không gian tái tạo màu rộng (color gamut) để giả lập cho cho đúng với tính hiệu analogue.

Sự phát triển của công nghệ in Kỹ thuật số trên vải ở Trung Quốc đang gia tăng hàng năm trong khi Nhật thì đang bị trì trệ trong vài năm gần đây. Những hoạt độngg in Kỹ thuật số cũng đang được kiểm soát ở Bangkok. Stock hiện nay đã thành lập 4 trung tâm số kiểu mẫu trên thế giới và một nhà máy in Kỹ thuật số ở Bangkok với 16 máy in cho công suất 500,000 m2 vải in hàng năm. Công ty này có kế hoạch sẽ đầu tư để đạt được năng suất là 2 triệu m2 mỗi năm ở Bangkok và mở rộng thêm các trung tâm số kiểu mẫu. Tất cả các hướng của đầu ra là hướng đến thời trang và khách hàng là các nhà bán lẽ trong ngành như Victoria’s Secret, Puma, Next, Felina, và Nautica.

Ngành công nghiệp sợi và các nhà in Kỹ thuật số trên sợi ở Châu Âu đặc biệt đều là các dạng công ty quy mô nhỏ và vừa. Các công ty in đều ở dạng gia đình và trung bình có không quá 50 người. Trong vài năm gần đây đã xãy ra sự giãm sút đáng kễ trong ngành in truyền thống tại một số nước thuộc thị trường Châu Âu vì những mối đe dọa như sức ép về giá từ Châu Á, tình trạng cung lớn hơn cầu. Các nhà in vải truyền thống ở Châu Âu hiện nay đang tập trung vào các hoạt động nhằm rút ngắn quá trình xử lý trước in và làm cho nó linh hoạt hơn, in chính xác ngay từ lần in đầu tiên và khi in tái bản, giãm thiểu thời gian chuẩn bị máy in, chạy với độ dài ngắn hơn (ít hơn 100m) và dự tính được rủi ro. Thêm vào đó, khách hàng hiện nay đang tìm kiếm chất liệu vải với các mẫu thiết kế độc nhất rực rở, nhiều màu sắc, do đó nếu muốn giử vững vị trí dẫn đầu trên thế giới trong ngành kinh doanh in trên sợi thì các nhà in Châu Âu phải đẩy mạnh công nghệ mà mình đang có trong lĩnh vực in Kỹ thuật số trên vải sợi.

Các dòng máy in Kỹ thuật số khổ lớn hiện nay cho phép tạo ra hình ảnh in chất lượng cao và có khả năng in trên nhiều khổ in khác nhau tùy theo loại vật liệu. Trong nhiều năm qua, công nghệ in phun đã thay thế nhiều kỹ thuật in khác trên thị trường in Kỹ thuật số khổ lớn. Tuy nhiên nó vẫn tạo thành những phân khúc riêng rẽ chạy theo các công nghệ tạo mực in. Mỗi công nghệ đó tạo nên những đặc trưng riêng biệt và chúng đáp ứng cho các nhu cầu in khác nhau.

1. Mực in gốc nước

Các nhà cung cấp in phun mực nước hàng đầu là Canon U.S.A., Encad/ Kodak, Epson, và Hewlett-Packard (HP), và mỗi nhà cung cấp đều có thế mạnh riêng của mình. Các hệ thống in phun khổ lớn dùng mực gốc nước hoạt động nhanh hơn và có nhiều chức năng hơn bao giờ hết. Trong số các công nghệ in phun khổ lớn, các máy in phun dùng mực gốc nước thường cho chất lượng hình ảnh in tốt nhất, và có khả năng in các ấn phẩm ứng dụng trong nhà và ngoài trời, và chi phí đầu tư ban đầu thấp nhất. Trong những năm gần đây, một số cuộc khảo sát cho thấy giá của hệ thống in khổ lớn giãm đáng kể, mức giãm 1,000$ là mức giãm cao nhất, giúp cho các công ty quảng cáo hoặc bộ phận marketing của các công ty lớn có thể mạnh dạn đầu tư các hệ thống in Kỹ thuật số khổ rộng. Họ có thể in cho riêng mình những poster chất lượng cao, billborad, banner mà không cần phải trả tiền cho các dịch vụ in gia công.

Trong phân khúc thị trường in mực gốc nước chất lượng cao, các nhà cung cấp dịch vụ in tiếp tục đầu tư vào các dạng máy in có khổ in rộng hơn từ 42, 44, đến 60 inch. Đó là một khác biệt quan trọng, vì sản phẩm khách hàng cần in có yêu cầu hết sức đa dạng, độ dài in máy có thể in được phải dài hơn nữa, kích thước khổ in cũng rất phong phú. Việc phát triển về định dạng in phần nào sẽ mang đến cho khách hàng thêm nhiều lựa chọn cũng như lợi nhuận cho nhà sản xuất.

Đặc tính quan trọng nhất của các máy in khổ lớn dùng mực in gốc nước là cho chất lượng hình ảnh in vượt trội. Đó là đặc điểm sẽ đưa sự tăng trưởng của các dòng máy in phun mưc gốc nước hướng đến lĩnh vực thị trường các sản phẩm in có tính sáng tạo như tranh ảnh, hình mỹ thuật, và nhiếp ảnh. Những ứng dụng đó mặc dù có số lượng thấp, nhưng chức năng sử dụng của chúng hơn ở mức thông thường và giá thành sản phẩm cũng khá cao. Từ 2004 đến 2009, người ta mong đợi giá bán lẻ của các dòng máy in phun mực gốc nước trên toàn thế giới sẽ tăng trưởng từ hơn 18 tỷ USB cho đến hơn 21 tỷ USD.

2. Mực in gốc dầu

Rất nhiều các thảo luận về thị trường in kỹ thuật số khổ lớn ngày nay tập trung vào các dòng máy in phun mực dùng mực in gốc dung môi và mực in gốc dung môi hữu cơ. Có rất nhiều nhà cung cấp máy in phun dùng mực in gốc dung môi, bao gồm cả các nhà cung cấp mới từ công nghệ in kỹ thuật số và nhiều nhà cung cấp truyền thống cũng tham gia vào thị trường này. Vấn đề được chú ý nhiều nhất là quan điểm về phần cứng của của các công ty lớn như: Mimaki, Mutoh, Océ, Roland, và Seiko I Infotech, luôn có những cải tiến liên tục trong các dòng máy sử dụng mực in phun gốc dung môi của họ.

Nhận định có giá trị về các dòng máy in phun Kỹ thuật số khổ lớn là khả năng sản xuất các sản phẩm in ngoài trời với giá thành thấp, chi phí sản xuất có thể tiết kiệm đến ba lần. Mực in gốc dung môi rẻ hơn mực in gốc nước, vật liệu in sử dụng mực in gốc dung môi cũng rẻ hơn. Không chỉ vậy, mực in gốc dung môi cho phép không cần phải thực hiện các thao tác xử lý vật liệu khi in trên sơi, điều này giúp làm giãm thiểu thời gian sản xuất và giá thành sản phẩm.

Từ 2004 đến 2009, người ta mong đợi giá bán lẻ của các dòng máy in phun mực gốc dung môi trên toàn thế giới sẽ tăng trưởng từ hơn 9 tỷ USB cho đến hơn 18 tỷ USD, đạt tỉ lệ tăng trưởng hàng năm là 16.9%

3. Mực in UV

Một dạng nổi bật khác nữa của công nghệ in phun Kỹ thuật số khổ lớn là in phun với mực UV. Trong năm 2004, có khoảng 20 nhà cung cấp đã tung ra và giới thiệu về các hệ thống in phun sử dụng công nghệ đặc biệt này. Những hệ thống in kiểu mới này được xếp hạng theo khả năng in từ 75 feet2/giờ, giá bán khoảng $ 50.000 cho đến các máy in có khả năng in đến 1.700 feet2/giờ, giá bán khoảng $ 500.000 hoặc có thể cao hơn. Các hệ thống in UV cung cấp rất nhiều các tính năng giống với các hệ thống in phun gốc dung môi. Mực in UV rẻ hơn mực in gốc nước, nhưng đắt hơn mực in gốc dung môi, in được các sản phẩm in ngoài trời với độ bền màu cao mà không cần cán màng, và làm giãm thiểu các chất tráng phủ càn dùng.

Trong thực tế, từ các hệ thống in dạng phẳng, người ta đã có thể in trên các loại vật liệu khác như gổ, kim loại, gốm, và thủy tinh. Điều này mở ra một xu hướng mới trong khả năng ứng dụng công nghệ in ấn và hứa hẹn sẽ mang đến nguồn doanh thu lớn. tuy nhiên điều này vẫn mang tính suy đoán rất cao, bởi vì thiết nghĩ các hệ thống in UV phải cải tiến đề nâng cao khả năng tin cậy và hiệu quả với các dạng vật liệu khác nhau. Nếu mảng công nghệ này phát triển theo đúng như mong đợi của nhiều nhà sản xuất, có thể nói rằng giá bán lẻ của các dòng máy in phun mực UV trên toàn thế giới sẽ tăng trưởng từ hơn 2,3 tỷ USB cho đến hơn 10 tỷ USD.

C. Ứng dụng

· Dán tường: vật liệu dán tường bằng vải, được in kỹ thuật số có hoa văn đẹp mắt và màu sắc nổi bật, có thể thay thế cho giấy dán tường

Sample Image

· Thời trang: bao gồm quần áo, túi xách, cà vạt, … có ưu điểm là có những kiểu dáng bắt mắt, màu sắc hợp thời trang và nhất là nhanh chóng, tiện lợi. Cá nhân có thể tự thiết kế mẫu mã và in ra để sử dụng

Sample Image

· Áp phích quảng cáo: với độ bền màu tốt khi ở ngoài trời, kỹ thuật in phun trực tiếp lên vải cũng được ứng dụng để in những áp phích quảng cáo bắt mắt, chất lượng cao

Sample Image

· Ngoài ra còn 1 số đồ trang trí nội thất

D. Vật liệu dùng trong in phun KTS

1. Vải sợi

Vải sợi là những cấu trúc dạng phẳng, được tạo thành từ các loại tơ sợi được đan lại với nhau theo 1 cách nào đó. Những sợi này có dạng sợi dài, xoắn vào nhau tạo thành phần tử cơ bản nhất của vải sợi. Mỗi loại sợi này được cấu thành từ hàng triệu chuỗi phân tử hoá học đơn lẻ. Sự xắp xếp và định hướng các chuỗi hoá học này cũng như cấu trúc phân tử của nó sẽ quyết định tính chất vật lý và hoá học của sợi.

Các loại vải sợi thường được chia làm 2 loại lớn: tự nhiên và nhân tạo. Trong đề tài này chỉ xét đến các loại vải sợi có thực vật và 1 số loại được tái tạo từ những loại sợi có nguồn gốc thực vật (tơ nhân tạo Rayon) .

 

a.      Cellulose (xét loại vật liệu điển hình là cotton)

Cellulose - polymer của glucose - là thành phần hoá học cơ bản nhất của tất cả các loại thực vật. Monomer cua cellulose là 1,2,4-8-anhydroglucose, số lượng monomer có thể từ 1,000 đến 18,000 đơn vị.

Chuỗi liên kết dài của cellulose làm cho các mối liên kết hydro của các phân tử liền kề liên kết chặt chẽ với nhau. Các chuỗi liên kết liên phân tử này cộng với cấu trúc mạch thẳng của phân tử cellulose hình thành nên những vùng có cấu trúc tinh thể của cellulose (microfibril). Những microfibril này liên kết, sắp xếp lại với nhau thành 1 cấu trúc lớn hơn gọi là fibril (sợi). 

Sample Image

b.     Cotton

Cotton là đại diện lớn nhất và quan trọng nhất về vật liệu vải sợi của họ này vì đây là loại vật liệu được ứng dụng rộng rãi nhất ngày nay (chiếm khoảng 50% số lượng các sản phẩm từ vải sợi trên thế giới). 

Cotton được lấy từ cây bông vải, thường được trồng ở những nước ôn đới và nhiệt đới. Sau khi được khai thác, sợi cotton được xử lý qua nhiều công đoạn để loại bỏ những thành phần chất béo, chất sáp bám trên thành vỏ sợi làm tăng tính thấm nước và quy trình tẩy trắng sợi. Sau quá trình xử lý, sợi cotton sẽ được trải qua những công đoạn khác để làm nên tấm vải.

 

Thành phần cấu tạo nên sợi cotton thô

Thành phần

Khối lượng tương đối (%)

Cellulose

86.8

Nước

6.8

Protein

1.5

Muối

1

Pectin

1

Dầu, sáp

0.7

Carbonhydrate

0.5

Các thành phần khác

2

Cấu trúc của sợi cotton rất phức tạp, gồm 3 phần chính. Lớp biểu bì ngoài cùng có tính kỵ nước, có chức năng bảo vệ. Ngoài cellulose ra còn có những lớp chất béo và sáp, nên để có tính thấm nước tốt thì cotton phải được xử lý. Bên dưới lớp biểu bì là lớp thành sợi chính, do những sợi (fibril) nhỏ đan ngang dọc với nhau tạo thành. Bên dưới lớp thành sợi chính là lớp thành sợi phụ, chiếm hầu hết khối lượng của sợi cotton, do các lớp sợi liên tiếp chồng lên nhau và ngược hướng nhau tạo thành. Ruột (lumen) của sợi cotton rỗng, để dẫn protein đi nuôi lớn sợi cotton. Khi sợi đã trưởng thành, sợi khô đi và ruột bị thu hẹp lại, làm cho những sợi cotton xoắn lại (do lớp thành sợi phụ).
Sample Image
Hình chụp những sợi cotton thô dưới kính hiển vi điện tử
Sample Image
Cấu trúc một sợi Cotton

Cotton thuộc họ cellulose, là polyalcohol (có nhóm -OH), nhưng mối liên kết hydro giữa những nhóm hydroxyl của các phân tử liền kề khá bền vững, ngăn không cho nước xuyên thấu vào những vùng có cấu trúc tinh thể của cellulose, do đó nó không hoà tan trong nước. Tuy nhiên, cotton lại khá ưa nước, có khả năng thấm hút nước tốt. Cấu trúc tổ ong với các lỗ li ti giúp các phân tử nước xuyên thấu qua những vùng trống trong chuỗi polymer và hình thành liên kết hydro với các cellulose hydroxyl tự do. Các sợi cotton khi hút nước sẽ phồng lên, trở nên dẻo dai hơn, mềm hơn và độ bền tăng lên (20%) do liên kết hydro mới tạo thành. Mức độ thấm hút nước của cotton thông thường là 8% và tăng lên đến 25 - 30% ở độ ẩm tương đối 100%, nhiệt độ phòng.

Giữa những vùng cấu trúc tinh thể trong cotton là những vùng trống, những chất màu của thuốc nhuộm hay mực in sẽ bám vào những vùng này.

Cotton sẽ bị phân huỷ (hydro hoá) khi gặp dung dịch acid loãng nóng hoặc đậm đặc lạnh, nhưng không có tác dụng với acid loãng ở nhiệt độ phòng.

Cotton bền với dung dịch kiềm nên dung dịch kiểm được dùng trong quá trình xử lý vải gọi là mercerization. Trong dung dịch kiềm, sợi cotton sẽ phồng lên, trở nên tròn, đều đặn và giảm thiểu tính xoắn của các sợi. Nếu trong khi phồng lên, vải được giữ chặt để tránh co rút thì cotton sẽ thay đổi hình dạng và tạo ra 1 bề mặt nhẵn hơn. Sau khi tẩy chất kiềm và sấy khô, sợi cotton vẫn giữ nguyên dạng hình ống tròn. Tuy không có sự khác biệt rõ rệt về tính chất hoá học của vải được xử lý mercer và không được xử lý nhưng vải qua xử lý sẽ cho tính bám màu tốt hơn và chất lượng hình ảnh cao hơn.

Sample Image
Sợi cotton chưa qua xử lý mercer Sợi cotton qua xử lý mercer

 

c.      Tơ nhân tạo Rayon (xét vật liệu điển hình là Viscose)

Rayon là loại tơ nhân tạo đầu tiên được sản xuất thương mại hoá. Rayon được tạo ra từ những vật liệu có nguồn gốc cellulose (bột gỗ, vải vụn…) và trải qua quá trình xử lý để tạo thành sợi vải, vì vậy, về bản chất, viscose hoàn toàn tương tự như cotton, chỉ khác biệt ở 1 số tính chất vật lý và hoá học. Hiệp hội thương mại Mỹ quy định thành phần chất thay thế nhóm hydroxyl không được vượt quá 15%. Rayon được sản xuất theo 3 phương pháp tạo thành Viscose Rayon, Cuprammonium (hỗn hợp đồng amoni) Rayon, và saponified Cellulose Acetate. Trong 3 sản phẩm thì tơ Viscose có ứng dụng rộng rãi nhất và giá thành thấp nhất.

Sample Image

Ứng dụng Viscose trong may mặc

Viscose

Viscose được tạo ra từ quá trình viscose, trong đó có sự tạo thành Natri Cellulose

(C6H10O5)n + nNaOH ---> (C6H9O4ONa)n + nH2O

sau đó phản ứng với CS­2 để tạo thành Cellulose Xanthate

(C6H9O4ONa)n + nCS2 ----> (C6H9O4O-SC-SNa)n

Và được phun tơ (wet spinning) trong dung dịch acid loãng để tạo thành sợi viscose

(C6H9O4O-SC-SNa)n + (n/2)H2SO4 --> (C6H10O5)n + nCS2 + (n/2)Na2SO4

Nội dung đề tài sẽ không đi sâu vào quá trình sản xuất sợi.

Sample Image

Cellulose trong cotton có mức độ polymer hoá (degree of polymerization) là 2000 đơn vị, và mức độ tinh thể hoá là 70%. Còn đối với tơ viscose thông thường thì mức độ polymer hoá là 250 - 400, mức độ tinh thể hoá là 25 - 30%. Cấu trúc tinh thể trong viscose nhỏ hơn cotton 4 - 5 lần và mức độ định hướng thấp hơn. Do đó sợi viscose yếu hơn sợi cotton nhiều, mặc dù về bản chất là như nhau, đặc biệt là khi ướt. Sợi viscose sẽ trở nên mềm hơn và dẻo hơn cotton khi ướt. Độ bền viscose khi ướt thấp hơn 50% khi khô. Vì có mức độ tinh thể hoá thấp và mức độ chịu tác động cao nên viscose dễ bị phồng lên khi ướt và nở ra trên 20%.

Viscose hầu như là cellulose nên về tính chất hoá học là giống cotton. Tuy nhiên, viscose phản ứng với chất hoá học nhanh hơn cotton và phản ứng cả trong những điều kiện mà cotton tỏ ra khá bền như dung dịch kiềm đặc lạnh hay loãng nóng sẽ tấn công và hoà tan viscose nên nó đòi hòi quá trình xử lý cẩn thận. 

Sợi tơ viscose bóng hơn cotton và thân có hình trụ tròn hơn cotton, do cách thức sản xuất, do đó chất lượng in cao hơn cotton.

Sample Image

Sợi viscose dưới kính hiển vi

Như đã thấy, in phun trực tiếp lên vải có thể tạo ra những sản phẩm chất lượng rất tốt. Thế nhưng, để nâng cao chất lượng thì việc cải tiến công nghệ in là không đủ, mà còn phụ thuộc vào loại mực in tuỳ theo chất liệu vải và các công đoạn xử lý vật liệu trước và sau khi in để tăng độ bền màu và 1 số tính chất khác.

2. Xử lý vật liệu trước hoặc sau khi in:

o   Trước khi in: mục đích của quá trình này là làm mực bám dính tốt hơn trên vải và gia tăng chất lượng in. Quá trình này bao gồm xử lý vải qua 1 số hoá chất nhằm kiểm soát chất lượng in và sự hiện mực (mercerization); dán vật liệu lên 1 lớp đế giấy để cố định tấm vải. Việc dán 1 lớp đế giấy (paper backing) dành cho những loại vải có độ đàn hồi cao, hay những loại vải mỏng, density (mật độ phân tử trong cấu trúc hoá học của bản thân sợi vải) thấp. Ưu điểm do việc dán lớp đế giấy mang lại là tăng độ chính xác khi in (những loại vải mềm mà không dán đế giấy thì không thể nào in được hình ảnh chính xác) và cố định hướng các sợi ngang dọc trong tấm vải.

Ngoài ra còn 1 số quá trình xử lý nữa như là tẩy trắng vải (đối với những mẫu thiết kế đòi hỏi in trên nền trắng) và chải, đập vải (để giảm thiểu lượng bụi vải và những sợi chỉ đứt bám trên vải).

o   Sau khi in: bao gồm hấp và giặt. Đây là quy trình không bắt buộc nhưng sẽ làm tăng độ bám dính của mực lên vải và tăng độ bền của mực.

Quá trình xử lý Mercer:

Mercerization (xử lý vật liệu có nguồn gốc cellulose): đây là quy trình xử lý được giới thiệu bởi John Mercer (1850).

Đây là 1 trong những quy trình xử lý rất quan trọng đối với vật liệu từ cellulose, đặc biệt là cotton. Nó làm tăng độ bóng, khả năng thấm nước, độ bền và chất lượng in của vải.

Trong quá trình này, tấm vải cotton được tráng qua dung dịch NaOH loãng 20% ở nhiệt độ 15 - 180C. Có 2 phương pháp Mercer: có lực căng và không có lực căng. Lực căng sẽ làm tấm vải có độ bóng cao, không có lực căng thì tấm vải không có độ bóng. Cellulose trong cotton phản ứng với NaOH tạo thành Na-cellulose:

(C6H10O5)n + nNaOH ---> (C6H9O4ONa)n + nH2O

Những tác động chính của quá trình lên sợi cotton:

·         Lớp biểu bì bị phá huỷ

·         Thân sợi phồng lên và trở nên tròn hơn

·         Sợi mất tính chất xoắn

·         Tăng hoạt tính

·         Tăng độ bền với chất hoá học, thời tiết, ánh sáng, ngăn cản sự tấn công của côn trùng, vi khuẩn

·         Tăng thuộc tính nhuộm, in

·         Tăng độ bóng, sáng

·         Tăng độ sâu màu

Sample Image
Mặt cắt ngang sợi cotton không được xử lý mercer (trái) và có xử lý mercer (phải)

Sample Image

Máy xử lý mercer của Brugman

3. Mực dùng trong in vải

Vải vóc, khác với giấy in thông thường, là 1 cấu trúc 3 chiều và những điều kiện, yêu cầu của mực in và chất tạo màu cũng rất đa dạng. Trong thực tế, 1 bộ mực in chỉ áp dụng cho 1 vài loại vải và chỉ tạo được 1 dải màu nhất định. Đối với 1 số loại vải có tính thấm hút như len, cotton, mực in được thấm hút nhanh và dễ dàng, vì vậy lượng mực có tính chất như nước không thấm vào vải rất ít đối với cả những loại vải không được xử lý trước. Không như loại mực dày, đặc như keo của in lưới truyền thống, loại mực gốc nước này sẽ thất thoát rất lớn đối với những loại vải mà sợi của nó không có những lỗ nhỏ li ti như là polyester, nylon. Vì vậy, đòi hỏi cần phải có 1 cơ chế kiểm soát sự thất thoát mực ở những loại vải đó. Điều này cũng quan trọng đối với những ứng dụng in ấn những sản phẩm đòi hỏi màu sắc phải đồng đều trên cả 2 mặt của tấm vải. Trong những kỹ thuật in truyền thống, điều này được kiểm soát bằng độ nhớt của mực in. Còn trong in phun kỹ thuật số, việc làm nóng (pre-heating) hay xử lý vải trước khi in sẽ giúp kiểm soát vấn đề này. Cơ cấu liên kết của pigment với sợi vải và phản ứng của thuốc nhuộm với sợi vải đòi hòi phải có những quy trình xử lý vải trước và sau khi in để đạt được kết quả mong muốn.

Mực dùng trong in vải có rất nhiều dạng. Hãng HP sử dụng loại mực in phun thông thường để in trên vải. Ngoài ra còn 1 số loại mực riêng biệt để in vải:

·         Mực Acid: để dành riêng cho việc in ấn các loại vải có cấu trúc là protein như lụa tơ tằm, len …

·         Mực hoạt tính: chuyên dụng cho in các loại vải có nguồn gốc cellulose như cotton, nỉ …

·         Mực pigment: dùng cho hầu hết các loại vật liệu (trừ lụa tơ tằm), nhưng có độ sáng không cao bằng các loại mực khác.

Như đã biết, in trên vải có rất nhiều ứng dụng: thời trang, gia đình, bảng hiệu "mềm" (soft signage)… và mỗi ứng dụng đòi hòi mỗi loại vải khác nhau và mỗi loại mực khác nhau, đi kèm với biện pháp xử lý riêng biệt.

Đề tài sẽ tập trung vào loại mực reactive dyes

Reactive dyes được giới thiệu vào năm 1956. Nguyên lý của loại mực này dựa trên nguyên lý của thuốc nhuộm vải reactive và thành phần chính của loại mực này là thành phần chính của thuốc nhuộm. Các phân tử của loại mực này có thể tạo liên kết hoá trị với nhóm hydroxyl của cellulose. Loại mực chính được phát triển cho in ấn trên vải là loại có nhóm  monohalogenotriazine (đồng phân 3 vị trí nhóm thế nhóm halogen của benzen), phản ứng theo cơ chế nhường 1 electron, chiếm khoảng 85% trong các loại mực reactive dyes.

Phương trình phản ứng của 1 loại mực điển hình có thành phần monochloro-s-triazine, phản ứng diễn ra trong môi trường kiềm.

Sample Image

Nguyên lý tạo màu đỏ

Sample Image

Một số thành phần của các loại mực trên thị trường.

Do tạo được mối liên kết hoá trị bền vững giữa các phân tử mực và cellulose nên vải được in bằng mực reactive dye có tính bền màu rất cao khi giặt hay 1 số quá trình khác.

Theo printmediavn.com

Chia sẻ với bạn bè:

Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

Thông tin hỗ trợ

Số Điện Thoại:

(08) 62631308

Email: info@cre-i.com.vn

Sale 1:
Sale 2:
Quản trị:
Sale 3: My status

Thống kê

Tổng số thành viên: 50

Khách đang online: 4

Lượt truy cập: 14895