CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ NHUỘM

CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ NHUỘM – IN HOACHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT NHUỘM VẬT LIỆU DỆT 31.1 Giới thiệu về quá trình nhuộm 31.2.1 Đặc điểm và tính chất của vật liệu dệt 3CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP CN VÀ TB NHUỘM 122.1 Yêu cầu chung của TB nhuộm 122.2 TB nhuộm xơ, sợi 122.2.1 TB nhuộm xơ 132.2.2 TB nhuộm sợi dạng con sợi 132.2.3 TB nhuộm búp sợi (máy nhuộm bobin) 132.2.4 TB nhuộm sợi cho vải denim (nhuộm sợi dọc) 142.3 Thiết bị nhuộm vải 142.3.1 TB nhuộm vải dạng dây vải 142.3.2 TB nhuộm vải ở dạng mở khổ 152.4 Công nghệ và thiết bị nhuộm tận trích 162.5 CN và TB nhuộm liên tục 172.6 CN và TB bán liên tục 18CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ NHUỘM BẰNG CÁC LỚP THUỐC NHUỘM 193.1 Nhuộm bằng Tn hoạt tính 193.1.1 Khái quát chung 193.1.2 Công nghệ nhuộm 203.1.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 223.2 Nhuộm bằng TN axit 223.2.1 Khái quát chung 223.2.2 Công nghệ nhuộm 233.2.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 253.3 Nhuộm bằng TN trực tiếp 253.3.1 Khái quát chung 253.2.2 CN nhuộm 263.3.3 Đặc tính của vải sau nhuộm 293.4 Nhuộm bằng TN cation 293.4.1 Khái quát chung 293.4.2 CN nhuộm 293.4.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 303.5 Nhuộm bằng TN hoàn nguyên không tan 303.5.1 Khái quát chung 303.5.2 Công nghệ nhuộm 313.5.4 Nhuộm bằng thuốc nhuộm hoàn nguyên tan. 333.6 Nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán 333.6.1 Khái quát chung. 333.6.2 CN nhuộm 343.6.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 353.7 Nhuộm bằng pigment 363.7.1 Khái quát chung 363.8 Nhuộm bằng TN lưu huỳnh 363.8.1 Khái quát chung. 363.8.2 CN nhuộm 363.9 Nhuộm bằng TN azo 373.9.1 Khái quát chung 372.9.2 CN nhuộm 373.10 Nhuộm cho vải pha 383.10.1 Nguyên tắc chung 383.10.2 Nhuộm vải pha PETCot 383.10.3 Nhuộm vải pha PETlen 40

CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ NHUỘM – IN HO

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT NHUỘM VẬT LIỆU DỆT 3

1.1 Giới thiệu về quá trình nhuộm 3

1.2.1 Đặc điểm và tính chất của vật liệu dệt 3

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP CN VÀ TB NHUỘM 12

2.1 Yêu cầu chung của TB nhuộm 12

2.2 TB nhuộm xơ, sợi 12

2.2.1 TB nhuộm xơ 13

2.2.2 TB nhuộm sợi dạng con sợi 13

2.2.3 TB nhuộm búp sợi (máy nhuộm bobin) 13

2.2.4 TB nhuộm sợi cho vải denim (nhuộm sợi dọc) 14

2.3 Thiết bị nhuộm vải 14

2.3.1 TB nhuộm vải dạng dây vải 14

2.3.2 TB nhuộm vải ở dạng mở khổ 15

2.4 Công nghệ và thiết bị nhuộm tận trích 16

2.5 CN và TB nhuộm liên tục 17

2.6 CN và TB bán liên tục 18

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ NHUỘM BẰNG CÁC LỚP THUỐC NHUỘM 19

3.1 Nhuộm bằng Tn hoạt tính 19

3.1.1 Khái quát chung 19

3.1.2 Công nghệ nhuộm 20

3.1.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 22

3.2 Nhuộm bằng TN axit 22

3.2.1 Khái quát chung 22

3.2.2 Công nghệ nhuộm 23

3.2.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 25

3.3 Nhuộm bằng TN trực tiếp 25

3.3.1 Khái quát chung 25

3.2.2 CN nhuộm 26

3.3.3 Đặc tính của vải sau nhuộm 29

3.4 Nhuộm bằng TN cation 29

3.4.1 Khái quát chung 29

3.4.2 CN nhuộm 29

3.4.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 30

3.5 Nhuộm bằng TN hoàn nguyên không tan 30

3.5.1 Khái quát chung 30

3.5.2 Công nghệ nhuộm 31

3.5.4 Nhuộm bằng thuốc nhuộm hoàn nguyên tan. 33

3.6 Nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán 33

3.6.1 Khái quát chung. 33

3.6.2 CN nhuộm 34

3.6.3 Đặc điểm vải sau nhuộm 35

3.7 Nhuộm bằng pigment 36

3.7.1 Khái quát chung 36

3.8 Nhuộm bằng TN lưu huỳnh 36

3.8.1 Khái quát chung. 36

3.8.2 CN nhuộm 36

3.9 Nhuộm bằng TN azo 37

3.9.1 Khái quát chung 37

2.9.2 CN nhuộm 37

3.10 Nhuộm cho vải pha 38

3.10.1 Nguyên tắc chung 38

3.10.2 Nhuộm vải pha PET/Cot 38

3.10.3 Nhuộm vải pha PET/len 40

CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ NHUỘM – IN HOA

 Yêu cầu sản phẩm nhuộm: + đa dạng về màu sắc

+ Có độ bền màu đáp ứng được yêu cầu sử dụng.+ Đa dạng về chủng loại nguyên liệu

+ Có giá thành phù hợp

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT NHUỘM VẬT LIỆU DỆT

1.1 Giới thiệu về quá trình nhuộm

 Định nghĩa: Nhuộm là quá trình gia công nhằm đưa thuốc nhuộm hoặc chất màu lên vải từ dung dịch vào vật liệu dệt, tạo các liên kết hóa học và hóa lý bềnvững, làm cho vật liệu dệt có màu và có độ bền màu nhất định

 Vai trò: Nhuộm được xếp vào một trong những khâu quan trọng nhất đem lại giá trị gia tăng nhiều nhất cho vật liệu dệt

1.2 Lý thuyết nhuộm hiện đại

Quá trình nhuộm được quyết định bởi:

+ Vật liệu cần nhuộm (loại vật liệu, cấu trúc, tính chất)

+ Các yếu tố công nghệ (to, time, dung tỷ và nước)

1.2.1 Đặc điểm và tính chất của vật liệu dệt

1.2.1.1 Đặc điểm và cấu tạo hóa học

 Vật liệu dệt đều có nguồn gốc cao phân tử (polime):

+ Cao phân tử là các hợp chất mà phân tử hay đại phân tử của chúng là hàng trăm nghìn nguyên tử liên kết với nhau bằng các mối liên kết hóa trị

+ Mỗi phân tử cấu tạo các monome giống nhau lặp đi lặp lại

+ Đại phân tử của hợp chất cao phân tử có thể có cấu tạo mạch thẳng (bông,

tơ tằm), mạch lưới (len), mạch nhánh (PA)

+ Mạch thẳng nhưng tồn tại chủ yếu dạng mạch xoắn (bông), cuộn (PU), dạng gấp khúc,… theo cấu tạo của chúng

+ Vùng vô định hình (các mạch đại phân tử lộn xộn, xa nhau => tạo mềm mại cho vật liệu)

+ Vùng tinh thể: Các loại phân tử nằm song song, sát với nhau theo hướng trục xơ (tạo độ bền cho vật liệu)

 Tỷ lệ vùng vô định hình và tinh thể để có vật liệu dệt như mong muốn (55:45)

+ Polime thường có cấu trúc tinh thể kết hợp với cấu trúc vô định hình.+ Mức độ song song của các đại phân tử với trục tâm xơ được gọi là mức độ định hình

+ Độ định hình của vật liệu quyết định đến việc hấp thụ thuốc nhuộm.

Vật liệu xelulo:

 Gồm bông, đay, gai, dừa,… Xelulo tái sinh (vitxco, lyocel, modal)

 Các nhóm –OH quyết định khả năng liên kết với thuốc nhuộm

 Xenlulo kém bền với axit bị phá hủy với axit H2SO4 70-75%

(Ứng dụng: so màu cho vải pha bông+PET, để kiểm tra màu bông phá PET bằng kiềm)

 Xenlulo bền với kiềm, bị trương nở mạnh trong NaOH đậm đặc ở to thấp

 Xenlulo bền với chất khử, kém bền với các chất oxi hóa, ánh sáng khí quyển

Vật liệu nguồn gốc protein

 Gồm xơ, lông động vật như da thuộc, len, tơ tằm

 Gồm các nhóm chức quyết định: -NH, -CO (axit và amin)

 Xơ len: bị phá hủy ở to >105oC trong

thời gian dài, bền với axit, kém bền

kiềm, bền với chất khử, kém bền với

các chất oxi hóa và bị oxi hóa bởi ánh

sáng khí quyển

 Tơ tằm: Tơ tằm được cấu tạo chủ yếu từ fibroin, kém bền với kiềm, bị phá hủy trong dung dịch NaOH 7% ở to sôi Bền với axit, kém bền với các chất oxihóa

Vật liệu tổng hợp: Các xơ tổng hợp sử dụng nhiều (PET, PA, PVC, PAN)

 PA: Poliamit là xơ tổng hợp trong mạch đại phân tử có chứa các nhóm amit(-CO-NH) Tên: nilon

+ Có tính chất khá gần với len, tơ tằm

+ Không giảm bền khi ướt, ít khoảng 10% (áo bơi,…)

+ PA là xơ to dẻo, dễ bị chảy mềm (nylon 6 bị chảy mềm ở 170oC) PA bềnvới kiềm, kém bền axit, các chất oxi hóa, bền với chất khử

 PET: Tổng hợp từ etylen glucol và dimetyl tereftalic: có chứa nhóm chứceste (-CO-NH) => kém bền kiềm

+ PET có độ bền cơ học cao, do có cấu trúc chặt chẽ và độ tinh thể cao.+ Xơ nóng chảy ở 265oC, bị phá hủy ở 275oC

+ Bền với axit yếu, bền với chất khử và các dung môi thông thường PETkém bền với tác dụng của kiềm (phá hủy bởi xút 40% ở to sôi) => nhuộm trongmôi trường axit yếu

 PAN: polyacrylic- len giả

+ Có độ bền cơ học cao, không giảm bền khi ướt, kém bền kiềm

+ Là xơ to dẻo, bị chảy mềm ở 220-230oC, bền với axit, chất oxi hóa, vikhuẩn và nấm mốc đặc biệt là bền với ánh sáng khí quyển

 PVC: Được tổng hợp từ vinyl clorua (-Cl)

+ PVC có độ bền cơ lý cao, không bắt lửa, cách nhiệt và cách điện tốt

+ PVC bền với ma sát nhưng kém bền với nhiệt độ (bị co ở 70oC) bền vớitác dụng của ánh sáng Xơ có hàm ẩm thấp, bền với kiềm, axit, chất oxi hóa

và chất khử

1.2.1.2 Đặc điểm về hình thái cấu trúc

 Vải dệt thoi:

 Vải dệt kim

 Vật liệu dạng xơ, sợi

1.2.2 Đặc điểm và trạng thái dung dịch nhuộm

 Dung dịch nhuộm tan trong nước đều là một hệ đa phân tán ở trạng thái cânbằng động Trong hệ tồn tại đồng thời các phân tử, các ion và các hạt hóahọc

 Trạng thái cân bằng động là sẽ dịch chuyển về phía nào tùy thuộc vào khảnăng phân tán, phân ly của thuốc nhuộm và sự tác động của các yếu tố bênngoài (nồng độ thuốc nhuộm, nhiệt độ , chất điện ly, chất hoạt động bề mặt

và các chất khác trong dung dịch nhuộm)

 Nguyên tắc: là sự dịch chuyển cân bằng từ nơi có nồng độ cao đến nơi cónồng độ thấp

1.2.3 Động học của quá trình nhuộm

4 giai đoạn:

 Thuốc nhuộm khuếch tán từ dung dịch lên bề mặt sợi

 Thuốc nhuộm hấp phụ trên bề mặt xơ sợ

 Thuốc nhuộm khuếch tán từ bề mặt ngoài vào trong lõi xơ sợi

 Thuốc nhuộm cố định trên xơ sợi bằng các lực liên kết (quyết định độ bềnmàu).

+ Các giai đoạn 1, 2 xảy ra trong thời gian ngắn, ngay sau khi vật liệu tiếp xúcvới dung dịch nhuộm Các giai đoạn sau xảy ra chậm hơn quyết định chất lượngnhuộm màu

+ Các giai đoạn 1, 2 ảnh hưởng đến khả năng đều màu trong quá trình nhuộm.+ Khả năng khuếch tán, tiếp xúc của thuốc nhuộm trong giai đoạn này phụthuộc vào khả năng tan của thuốc nhuộm, dung tỷ nhuộm

+ Giai đoạn 3 thuốc nhuộm sẽ đi sâu vào trong lõi xơ sợi theo nguyên tắc củachuyển dịch cân bằng nồng độ:

 Các ion sẽ dịch chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi nồng độ thấp

 Tuân theo các định luật về nhiệt động học, lý thuyết hấp phụ theo cácđịnh luật Nerst, Langmua, Freundlich

+ Giai đoạn 4: Thuốc nhuộm liên kết với xơ sợi

 Liên kết cộng hóa trị: sd đôi e chung, liên kết bền vững nhất

 Liên kết ion: Dựa vào lực hút trái dấu của các nguyên tử tích điện tráidấu

 Liên kết hydro: Lực hút tĩnh điện của nguyên tử hydro với các nguyên tửkhác có độ âm điện cao trong 1 khoảng cách đủ gần

 Liên kết vandecvan: lực hấp dẫn giữa các phân tử phân cực

 Năng lượng tự do của thuốc nhuộm trong dung dịch sẽ lớn hơn trong xơ

do nồng độ trong dung dịch lớn hơn

 Thuốc nhuộm có xu hướng dịch chuyển cân bằng nồng độ về phía xơ sợicho tới khi cân bằng nồng độ giữa 2 pha (dung dịch nhuộm và xơ) đượcthiết lập

+ Trong giai đoạn đầu của quá trình nhuộm, quan hệ giữa nồng độ thuốcnhuộm trong dung dịch và nồng độ thuốc nhuộm trong xơ tuân theo đường

đẳng nhiệt Nerst do độ chênh lệch nồng độ giữa dung dịch nhuộm và xơ làrất lớn Thuốc nhuộm phân bố đều trong dung dịch.

Giai đoạn này xảy ra trong thời gian ngắn (quan trọng nhất: nồng độ thuốcnhuộm ngoài dung dịch)

+ Ở giai đoạn tiếp theo, thuốc nhuộm bắt đầu hình thành các mối liên kết với

xơ, chiếm dần các vị trí có khả năng liên kết Trong xơ luôn chỉ có 1 lượnghữu hạn các nhóm định chức có thể liên kết với thuốc nhuộm, do đó lượngthuốc nhuộm hấp thụ vào xơ cũng sẽ dần đạt mức bão hòa

 Lúc này cân bằng của hệ dung dịch thuốc nhuộm – xơ được thiết lậptheo phương trình Langmua

 Đây là phương trình tiêu biểu cho quá trình nhuộm bằng thuốc nhuộm

hoạt tính, axit.

+ Khi nhuộm bằng TN hoàn nguyên hoặc trực tiếp cho bông, liên kết giữa

TN và xơ là liên kết hydro vật lý, không phụ thuộc vào nhóm định chức nên hầu như k có điểm bão hòa về lý thuyết Tuy nhiên thực tế, quá trình nhuộm kéo dài thời gian nhuộm => hiệu suất quá trình nhuộm k cao

 Khi đó cân bằng nồng độ trong hệ dung dịch thuốc nhuộm – xơ tuân theo đường hấp phụ Freundlich

1.2.4 Vai trò của các chất trợ nhuộm

 Lý thuyết thấm ướt

 Khi nhỏ 1 giọt nước lên bề mặt rắn, giọt nước hình thành dạng bán cầu, tạothành 1 góc tiếp xúc với bề mặt Góc này được gọi là góc tiếp xúc teeta (0).

 Góc tiếp xúc thể hiện khả nằng thấm ướt bề mặt rắn của chất lỏng Góc teta càng nhỏ, chất lỏng càng có khả năng thấm ướt bề mặt rắn Góc này được hình hành bởi cân bằng tương tác của sức căng bề mặt giữa các pha lỏng, khí, rắn

 Khi teta = 180o llúc đó chất lỏng không thấm ướt vào bề mặt chất rắn và ngược lại với góc 0o, chất lỏng thấm hoàn toàn vào bề mặt chất rắn

 Sức căng bề mặt

 Sức căng bề mặt tới hạn của chất rắn được định nghĩa là sức căng bề mặt khigóc tiếp xúc = 0 Sức căng bề mặt tới hạn của hầu hết các polyme đã được xác định bằng thực nghiệm

 Sức căng bề mặt của nước là 72 dynes/cm

(Sức căng bề mặt<72 dyn/cm => không thấm

Sức căng bm << => thấm <<)

a, Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) – textile surfactant

 Khái niệm: Chất HĐBM là những hợp chất hữu cơ có khả năng tác động lên

bề mặt của vật liệu làm thay đổi một số tính chất trên bề mặt vật liệu (thấm ướt, làm sạch bề mặt)

 Chất HĐBM nói chung rất đa dạng bao gồm chất ngấm, tẩy rửa, nhũ hóa

 Tác dụng của chất hoạt động bề mặt phụ thuộc vào cấu tạo phân tử cũng nhưnhóm chức của chúng

 Cấu tạo chung là các hợp chất hữu cơ có cấu tạo thẳng không cực và bất đối xứng

 Phần ghét nước là các hidrocacbon, phần ưa nước là các nhóm chức ưa nước(-COOH, -OH)

 Gồm 3 loại chính: Không ion, anion, cation dựa trên khả năng phân ly của chúng trong nước.

 Khi nhuộm bằng hạt TN phân tán, TN ở dạng rất nhỏ sẽ dễ khuếch tán vào bên trong lõi xơ sợi Chất phân tán được sử dụng nhằm tăng cường khả năngkhuếch tán của TN

 Gồm 2 loại: + Là các hợp chất HĐBM không ion hoặc anion

+ Là các hợp chất đa cực, tan trong nước dạng anion

 Cơ chế hoạt động:

+ Tập hợp các hạt TN phân tử nhỏ, dạng không tan thành hạt kích thước lớn hơn nhưng đồng đều hơn, giúp khả năng phân bố tốt hơn trong xơ sợi

+ Làm trương nở mao quản của xơ sợi

 Lưu ý: Chứa hợp chất vòng thơm, khó phân hủy sinh học, ảnh hưởng tới các loài thủy sinh khi thải ra môi trường

d, Chất oxi hóa

 Định nghĩa: Là chất trong pư hóa học luôn có xu hướng nhận điện tử để trở

 Natri hipoclorit (NaClO) – Javen

+ Là dung dịch không màu hoặc có màu phớt vàng có mùi đặc trưng, dung dịch có tính kiềm:

NaClO + H2O = HclO + NaOH

2HclO = Cl2O + H2O

+ NaClO rất dễ bị phân hủy khi gặp kim loại nặng và khi to cao hơn 40oC.+ Dễ sản xuất, giá thấp, ứng dụng trong sản xuất thủ công

+ Khí Cl2 thoát ra dễ gây ngạt, làm hại môi trường

 NaClO2 Natri clorit

 Kali permanganate – KMnO4 thuốc tím

+ Dạng tinh thể màu sẫm, ánh kim

+ Trong môi trường kiếm, trung tính nó có khả năng oxi hóa mạnh

2KMnO4 -> K2O + 2MnO2 + 3O+

+ Tẩy trắng 1 số sản phẩm dệt từ xơ động vật hoặc từ sợi pha tổng hợp tẩy vết bẩn trên vải trắng, không tẩy trên vải màu

 Kali bicromat – K2Cr2O7

+ Là những tinh thể màu đỏ da cam, hòa tan trong nước tạo thành dug dịch

có tính axit

+ Là chất độc, hại do

e, Chất khử

 Là những hợp chất có khả năng cho điện tử trong các pư hóa học

 Natri hidrosunfit – Na2S2O4

+ Dạng bột trắng hàm lượng 80-90%

+ Không bền dễ bị phân hủy trong không khí

Na2S2O4 + NaOH + H2O => 2Na2SO3 + 2H+ + H2O

+ Dùng chủ yếu để khử TN hoàn nguyên

+ Tẩy trắng tơ tằm, len tẩy trắng bổ sung cho vải sợi bông

 Natri sunfua – Na2S

+ Tinh thể ngậm nước Na2S.9H2O có màu trắng hoặc phớt hồng

+ Dạng kỹ thuật- đó là khối rắn cứng có hàm lượng Na2S tối đa 62%

2NaS + 2H2O => 2NaOH + 2NaHS

2NaHS + 3H2O => 8H+ + Na2SO3

+ Được sử dụng trong nhuộm TN lưu huỳnh cho tất cả cá loại vải sợi cotton,sản phẩm quần áo vải bò

+ Đeo kính, gang tay cao su khi tiếp xúc

f, Chất điện ly

 Chất điện ly thường dùng là các muối trung tính như Na2SO4, NaCl,…

 Chất điện ly khi đưa vào dung dịch nhuộm làm giảm điện thế màng của xơ, giúp cho TN có điều kiện tiếp cận với xơ sợi dễ dàng hơn

 Với TN trực tiếp, Chất điện ly đóng vai trò như tâm tích điện để tạo thành tổ

hợp các phân tử TN có kích thước lớn hơn, tăng số lượng liên kết hidro để

TN không dịch chuyển trở lại dung dịch nhuộm

 Với TN axit, các ion của Chất điện ly sẽ tác dụng tạm thời với các tâm tích

điện của TN và xơ, làm quá trình tiếp cận TN và xơ diễn ra từ từ Chất điện

ly đóng vai trò như chất đều màu

 Với TN hoạt tính, Chất điện ly khi cho vào dung dịch làm tăng nồng độ ion

trong dd nhuộm, làm cân bằng chuyển dịch về phía xơ, tạo điều kiện cho TNtiếp xúc tiếp tục đi sâu vào xơ do TN có ái lực với xơ lớn hơn với chất điện ly

Với quá trình này chất điện ly đóng vai trò như chất làm sâu màu

g, Các chất trợ khác

 Chất tạo môi trường: Thường là các muối kiềm, muối axit hoặc axit yếu Chất tạo môi trường có tác dụng tạo mt thuận lợi để làm trương nở xơ sợi, tăng cường khả năng phân ly của TN trong dd

 Chất càng hóa: Là muối chứa nhóm (-CO3) để giảm các ion Ca2+, Mg2+ để làm giảm độ cứng của nước

 Chất bôi trơn: (defoaming) – giảm bọt, làm trơn chuyển động của vải, chốngtĩnh điện đặc biệt khi nhuộm dạng dây vải, tránh việc hình thành các nếp nhăn trên vải sau nhuộm (Giảm bọt khí=> giảm ma sát khi vải chuyển động trong dung dịch nhuộm)

 Chất đều màu: (levelling)- Với một số TN có ái lực lớn với xơ sợi cần phải làm chậm quá trình hấp phụ TN để TN có điều kiện phân bố đều trên toàn bộ

bề mặt vật liệu, sau đó mới đi sâu vào lõi xơ sợi và tạo liên kết

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP CN VÀ TB NHUỘM

2.1 Yêu cầu chung của TB nhuộm

- Tb phải có khả năng vận chuyển dd nhuộm đến tất cả các phần của vật liệu

nhuộm

- Dòng dd không được phá hủy, gây vón cục, co rút vật liệu

- Vật liệu cấu tạo TB nhuộm phải bền trong môi trường kiềm, axit ở to cao

- Nhiệt của TB phải được cung cấp đồng đều trên toàn bộ dòng dd

- Có khả năng cung cấp hóa chất TN 1 cách đồng đều trước khi chúng tiếp xúc với vật liệu nhuộm

- Các phần TB điện, điện tử, monor phải chịu được điều kiện ẩm, kiềm, axit

- TB phải có đường cấp, thoát nước rộng, đảm bảo cấp và thoát dd nhanh chóng

- Phải có hệ thống bảo ôn trong suốt quá trình nhuộm để đảm bảo giữ nhiệt trong qtnhuộm

- Phải có bộ phận điều khiển nhiệt độ ổn định nhiệt trong qt

2.2 TB nhuộm xơ, sợi

- Các thiết bị nhuộm xơ, sợi được cấu tạo sao cho có thể nhuộm được vật liệu ở dạng xơ, sợi

(Nhuộm xơ: vải k dệt, kéo sợi có 2 màu – phải trộn xơ=> kéo sợi

Nhuộm sợi: vải bò, chỉ, áo kẻ caro)

 Thông thường xơ, sợi được chứa trong thùng chứa hoặc đánh ống, cuộn thành con sợi rồi nhúng chìm trong dd nhuộm

 TB áp dụng nguyên lý: dd chuyển động, vật liệu đứng yên Hoặc ngược lại

+ Bơm dùng để tuần hoàn dung dịch Dd được đảo chiều nhờ van điều khiển.

2.2.1 TB nhuộm xơ

- Phạm vi UD:

+ dùng cho xơ, có thể nấu, tẩy nhuộm xơ

 Ưu điểm: Nhuộm cao áp hoặc thường áp tùy vào cấu tạo TB

 NĐ: Ít sd, chủ yếu cho xơ để sản xuất những loại sợi, vải đòi hỏi hiệu ứng đặc biệt Khó đều màu

2.2.2 TB nhuộm sợi dạng con sợi

- Phạm vi sử dụng:

+ Máy có thể nhuộm được sợi cho độ đều màu cao

+ Quá trình vận hành đơn giản, không cần Tb quấn ống xốp

+ Chủ yếu dùng nhuộm len và tơ tằm Chỉ nhuộm được ở nhiệt độ sôi

+ Dung tỷ cao, tốn năng lượng

2.2.3 TB nhuộm búp sợi (máy nhuộm bobin)

- Pvsd:

+ Máy có thể nhuộm thường áp và cao áp

+ Nhuộm được hầu hết các loại sợi

+ Dung tỷ nhuộm thấp, tiết kiệm năng lượng

+ Khó đều màu từ trong lõi ra ngoài Phụ thuộc vào quá trình quấn ống xốp

+ Khó vận hành, cần thêm công đoạn quấn ống xốp trước khi nhuộm.

Nguyên tắc hoạt động:

- Khi nhuộm, Công nhân gắn những búp sợi (bobbin) được quấn chặt lên những ống rỗng bằng inox chống ăn mòn có nhiều lỗ lên trên bệ Bệ chứa cọc sợi được đặt sát đáy bình và vừa khít với bình Các cọc sợi được ngập hoàn toàn trong dịch nhuộm Dung dịch nhuộm được chuyển đông hai chiều qua lại giữa các lớp sợi nhờ bơm đẩy có công suất lớn và hệ thống đảo chiều chuyển động của máy Nhờ

đó các lớp sợi được thấm và ngấm màu đều dưới áp suất và nhiệt độ cao, tạo hiệu quả cho sợi nhuộm

2.2.4 TB nhuộm sợi cho vải denim (nhuộm sợi dọc)

2.3 Thiết bị nhuộm vải

2.3.1 TB nhuộm vải dạng dây vải

- Nguyên lý:

+ TB nhuộm dạng dây vải

+ Nhuộm theo nguyên tắc: vải chuyển động- dung dịch đứng yên (hoặc ngược lại)+ Sử dụng các guồng dẫn vải hoặc áp lực phun dung dịch để dẫn vải chuyển động

 Máy Wich-BC3

 Nhuộm thường áp, các tb kín nhuộm cao áp

 Nhuộm vải dệt kim hoặc dệt thoi

 Dung tỷ nhuộm cao

 Dễ vận hành, phù hợp sản xuất vừa và nhỏ

 Dễ tạo nếp gấp và nhăn do vải bị ép liên tục tại 1 vị trí

 Máy hở khó tạo nhiệt độ ổn định

 Máy nhuộm Jet (hay dùng nhất)

(họng Jet nhỏ lại=> lằm tăng lực ép dd TN, hóa chất ngấm vào vải)

 Máy nhuộm Jet thế hệ sau: Short flow, Ecolflow

 Phù hợp xử lý vải dệt kim do có khả năng xử lý mềm mại

 Nhuộm được với dung tỷ thấp, (1:3) do đó tiết kiệm chi phí năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường

 Phù hợp rất nhiều loại nguyên liệu do có thể nhuộm thường áp, cao áp.

 TB đắt, chi phí đầu tư lớn

Airflow Jet Overflow

2.3.2 TB nhuộm vải ở dạng mở khổ

- Nhuộm vải ở dạng tấm phẳng

- Vải ở dạng tấm phẳng được chuyển vào dung dịch nhuộm rồi được cuốn vào trụccuộn hoặc được ngấm ép qua cặp trục ép để tăng cường khả năng thấm hút TN

- Nguyên lý áp dụng là vải chuyển động, dung dịch đứng yên

 Phạm vi sd: Nhuộm cho các vải chịu được căng kéo mạnh như vải dệt thoi

Có thể nhuộm cho vải dệt thoi có độ đàn hồi cao (máy nhuộm dạng beam

vải)

 Ưu điểm:

+ Nhuộm được với dung tỷ thấp 1:3, 1:5

+ Khó nhuộm cho các loại vải có ái lực lớn với TN (len, tơ tằm nhuộm =axit) do có dung tỷ rất thấp

+ Rất dễ loang màu, nhất là loang ở đầu và cuối dây vải =

(không đều màu từ đầu đến cuối => cấp thuốc nhuộm từ từ)

+ Tiết kiệm năng lượng do tiêu tốn ít nước và

k phải gia nhiệt Chi phí vận hành thấp

+ Chỉ áp dụng bằng thuốc nhuộm hoạt tính hoặc TN trực tiếp (nhuộm lạnhbằng nhiệt độ phòng)

+ Không nhuộm màu đậm, độ bền màu không cao

+ Dễ loang màu

 Dây chuyền nhuộm liên tục

(Buồng chưng hấp – gia nhiệt khô: + Điều khiển bằng chiều dài buồng

+ Chế độ mắc vải+ Tốc độc cấp.)

+ Đòi hỏi nhân công kỹ thuật cao

2.4 Công nghệ và thiết bị nhuộm tận trích

- Là qt công nghệ để đưa Tn vào sâu trong xơ sợi chủ yếu bằng qt chuyển dịch cânbằng nồng độ từ trong dung dịch nhuộm vào xơ thông qua cá quá trình nhiệt độnghọc

- quá trình này vải được cấp vào máy một cách gián đoạn nên được gọi là qtnhuộm gián đoạn

- Quá trình gián đoạn được kiểm soát thông qua các yếu tố dung tỷ nhuộm (tỷ lệ ddnhuộm: Vật liệu) nhiệt độ nhuộm, thời gian nhuộm

 Quy trình CN nhuộm:

- Vải được cấp vào máy=> đảo trộn để ngấm đều hóa chất , chất trợ, thuốc nhuộm.

- Tiếp tục gia nhiệt đến nhiệt độ nhuộm để TN đi sâu vào lõi xơ, sợi và tạo liên kết

- Giặt sạch, sấy khô

* Ưu điểm: CN này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, yêu cầu CN và thiết bịkhông cao

* Nhược điểm: Tốn thời gian, tốn năng lượng đặc biệt là nước Quá trình nhuộmtận trích cũng phát sinh lượng nước thải lớn, gây tốn kém cho quá trình sử lý nướcthải sau này

* Phạm vi sd: Nhuộm tất cả các loại vật liệu, các loại TN Áp dụng trong quy mô

CN, thủ công Năng suất thấp

2.5 CN và TB nhuộm liên tục

- Định nghĩa: CN nhuộm liên tục thực hiện quá trình công nghệ nhuộm để đưa TNvào sâu trong xơ, sợi chủ yếu bằng các lực cơ học TN sau đó tạo thành liên kết với

xơ, sợi thông qua quá trình gia nhiệt trong thời gian ngắn

- Trong công nghệ này, vải được cấp vào và lấy ra liên tục với 1 tốc độ xác địnhnên được gọi là quá trình nhuộm liên tục

- Quá trình CN:

+ Sử dụng cặp trục ép TN chất trợ vào sâu trong lõi xơ sợi

+ Vải sau đó được gia nhiệt (khô, ướt) trong 1 thời gian ngắn để TN tạo liên kếtvới vật liệu

+ Vải được giặt sạch và sấy khô

+ Quá trình nhuộm được kiểm soát thông qua nồng độ Tn trong máng nhuộm,mức ép, thời gian và nhiệt độ gia nhiệt

(Lưu ý: Điều khiển thời gian lưu trong buống gia nhiệt bằng quãng đường vải điqua buồng gia nhiệt Vvào vải, Vcặp trục, Vra vải cố định)

 Ưu điểm: + Năng suất cao, tiết kiệm nước, giảm thiểu nước thải sau nhuộm.+ CN này phức tạp, đòi hỏi yêu cầu cao về thiết bị Chi phí đầu tư lớn

 TB sử dụng: Dây chyền nhuộm liên tục (cả tiền xử lý, nhuộm, hoàn tất)

 Phạm vi sd: + Áp dụng chủ yếu nhuộm vải ở dạng mở khổ

+ Nhuộm cho hầu hết các loại vật liệu và TN

+ Áp dụng cho quy mô sx CN lớn

2 6 CN và TB bán liên tục

- CN nhuộm bán liên tục, hay là CN nhuộm ngấm- ép cuộn ủ là quá trình CN nhằmđưa TN vào sâu lõi xơ, sợi chủ yếu bằng các lực cơ học TN sau đó được liên kết với vật liệu ở nhiệt độ xác định thông qua quá trình ủ trong 1 thời gian dài

Cool-pad-bath

Hot-pad-bath

- Quy trình CN:

+ Sử dụng cặp trục ép để ép TN, chất trợ vào sâu trong lõi xơ sợi

+ Vật liệu sau khi ngấm ép dd nhuộm được ủ trong 1 nhiệt độ xác định, thường là nhiệt độ phòng để TN có điều kiện liên kết bền vững với vật liệu.+ Vải được giặt sạch, sấy khô

+ Qt nhuộm được kiểm soát thồng qua mức ép, nồng độ dd nhuộm và thời gian, nhiệt độ ủ

- Ưu điểm: CN này tiết kiệm năng lượng, chi phí gia công thấp.

- Nhược điểm: Tốn thời gian ủ, chỉ nhuộm cho 1 số loại TN phù hợp.

- TB sử dụng: Trục ép, trục cuộn ủ, bể giặt.

- Phạm vi sd: + Nhuộm cho quy mô vửa và nhỏ Phù hợp các loại vải có

nguồn gốc tự nhiên (màu nhạt bằng TN hoạt tính, axit, trực tiếp)

Yêu cầu:

- Nước: Đối với thuốc nhuộm, nguồn nước là yếu tố quyết định đến chất

lượng, nguồn nước là yếu tố quyết định cả giá thành

- Độ cứng không quá 5.2

- Hàm lượng sắt (không quá 0,1mg/l) – (tính dương điện cao => giảm ion

trong dd nhuộm, làm giảm tính khử trong TN khi nhuộm TN hoàn nguyên

=> sai màu)

- Hàm lượng Mn không quá 0,2mg/l

- pH=7-8

- Chất rắn lơ lửng không quá 1mg/l

- Áp lực nước 2-3 bar, thấp quá ảnh hưởng đến qt hạ nhiệt.

Về hệ thống hơi: Áp suất của hơi đạt khoảng 4-8 bar để đảm bảo tốc độ nâng nhiệt

Áp lực khí nén khoảng 2-5 bar để đảm bảo cho các van đóng mở thuận lợi

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ NHUỘM BẰNG CÁC LỚP THUỐC NHUỘM

3.1 Nhuộm bằng Tn hoạt tính

3.1.1 Khái quát chung

a Đặc điểm cấu tạo: –S-Ar-T-X

Ar: gốc mang màu

S: nhóm tan: -SO3 ,-COONa

S-Ar-T-X + HO-xenlulon => S-Ar-T-O-xenlulo + HX

- Trong quá trình nhuộm, TN có thamgia phản ứng thủy phân với nước là

nguyên nhân làm cho vải nhuộm kém bền màu

c Công nghệ nhuộm

- Phương pháp nhuộm: tận trích, phương pháp bán liên tục, phương pháp liên tục

- Thiết bị nhuộm: + Các loại máy cần dùng cho nhuộm tận trích: Jigger, winch, jet, BC3

+ Ngấm ép cuộn ủ theo phương pháp bán liên tục

+ Nhuộm trên dây chuyền liên tục

d Phạm vi sử dụng

+ TN hoạt tính nhuộm cho các loại vải có nguồn gốc xenlulozo (cotton, lanh,

visxco)

+ Nhuộm cho len, tơ tằm, da thuộc.

+ Nhuộm cho PA.

3.1.2 Công nghệ nhuộm

a Phương pháp nhuộm tận trích (Exhaust dye)

- Thành phần: + Thuốc nhuộm: X% so với vải, tùy theo màu đậm nhạt

+ Chất ngấm: 1g/l (giảm sức căng bề mặt giữa vật liệu và TN).

+ Chất điện ly: Thường sử dụng Na2SO4 5-60g/l

+ Kiềm: Thường sd Na2CO3 1-2%

- Các thông số CN nhuộm:

- Cầm màu để tăng độ bền màu:

Có 2 nguyên lý: dùng màng cao phân tử trên bề mặt vải và đưa tâm tích điện

thu hút hạt thuốc nhuộm tạo thành mạng lưới tăng diện tích tiếp xúc.

+ Thuốc nhuộm: Y g/l tùy theo màu đậm nhạt

+ Cấu tạo môi trường: Thường Na2SO3

+ Urea: 50-100g/l (ngậm nước khi cuộn ủ, ure nhả nước từ từ => giữ ẩm cho quá trình ủ)

+ Chất ngấm: 10g/l

Kiềm Chất điện ly

Nhiệt

độ°C

Ngấm TN

Thời gian (phút)  

 

+ Chất điện ly: thường sd Na2SO4, 5-20g/l.

- Thường dùng nhuộm màu nhạt hoặc trung bình.

- Tiết kiệm năng lượng, nước.

- Chỉ nhuộm với TN thuộc nhóm TN lạnh.

c PP nhuộm liên tục

- TP dung dịch nhuộm: (máng 1)

+ Thuốc nhuộm: Y g/l tùy theo màu đậm nhạt

+ Urea: 150-200g/l (ngậm nước khi cuộn ủ, ure nhả nước từ từ => giữ ẩm cho quá trình ủ)

+ Chất ngấm: 10g/l

- TP dung dịch nhuộm: (máng 2)

+ Cấu tạo môi trường: Thường Na2SO3

+ Chất điện ly: thường sd Na2SO4, 5-20g/l

- Chưng hơi: (Steaming)

+ Hơi nước bão hòa: 102 - 105oC Thời gian: 5-30 phút

(hoặc gia nhiệt khô: 160oC trong 5-15s)

- Giặt nóng, giặt lạnh: 3 lần.

TP dung dịch

nhuộm (hoạt tính)

nhuộm tận trích

ngấm ép – cuộn ủ Nhuộm liên tục