5. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
1.2.Phƣơng pháp nhuộm màu bằng chất màu tự nhiên
1.2.1. Phƣơng pháp nhuộm tận trích
Định nghĩa
Nhuộm tận trích là quá trình công nghệ đƣa thuốc nhuộm vào sâu trong lõi xơ sợi bằng phƣơng pháp chuyển dịch cân bằng nồng độ từ dung dịch nhuộm vào xơ, thông qua các quá trình nhiệt động học. Thuốc nhuộm sẽ chuyển dịch từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp.
Nhuộm tận trích là phƣơng pháp nhuộm mà vật liệu đƣợc ngâm trong dung dịch suốt quá trình nhuộm. Nhờ vậy, chất màu có trong dung dịch nhuộm đƣợc đƣa lên vật liệu đồng thời thực hiện các liên kết với vật liệu đề gắn màu cho vật liệu.
Quá trình nhuộm tận trích thực hiện trong các điều kiện mô đun nhuộm, nhiệt độ, thời gian khác nhau đƣợc nêu cụ thể ở chƣơng 2.
Quy trình công nghệ
Cấp vải vào máy đảo trộn vải để nguyên liệu ngấm đều chất trợ nhuộm và thuốc nhuộm.
Tiếp tục gia nhiệt đến nhiệt độ nhuộm để thuốc nhuộm đi sâu vào lõi xơ, sợi và hoàn thành liên kết.
Giặt sạch và sấy khô( để loại bỏ phần thuốc nhuộm bám bên ngoài bề mặt xơ, sợi đảm bảo độ bền màu).
Ưu điểm
Đơn giản, dễ thực hiện, yêu cầu thiết bị không cao.
Nhược điểm
Tốn kém thời gian, năng lƣợng, nƣớc, phát sinh lƣợng nƣớc thải lớn. Tốn kém trong quá trình xử lý nƣớc thải.
Năng suất thấp do mất thời gian đƣa thuốc nhuộm vào xơ, sợi theo nguyên lý tự nhiên.
Phạm vi ứng dụng
Sử dụng quá trình nhuộm cho tất cả các loại vật liệu và tất cả các loại thuốc nhuộm. Áp dụng đƣợc cho cả quy mô công nghiệp và quy mô thủ công.
Thiết bị sử dụng
- Các loại máy nhuộm xơ, sợi.
- Các loại máy nhuộm vải dạng dây vải.
- Một số thiết bị nhuộm ở dạng mở khổ Jigger, Bean.
1.2.2. Phƣơng pháp nhuộm ngấm ép cuộn ủ
Định nghĩa
Phƣơng pháp nhuộm bán liên tục gọi là phƣơng pháp ngấm ép cuộn ủ, là quá trình đƣa thuốc nhuộm vào sâu lõi xơ, sợi bằng các lực cơ học. Sau đó thuốc nhuộm liên kết với vật liệu ở nhiệt độ xác định thông qua quá trỉnh ủ trong một thời gian dài.
Nhuộm ngấm ép là phƣơng pháp vải đƣợc chạy qua một máng có chứa dung dịch nhuộm, sau đó đƣợc cho chạy qua cặp trục ép để điều chỉnh lƣợng dung dịch nhuộm
trên vải trong quá trình thực hiện công đoạn gắn màu. Sau khi ngấm ép vải đƣợc gắn màu bằng cách hong gió, ủ ẩm hoặc chƣng hấp gia nhiệt. Quá trình nhuộm ngấm ép thực hiện trong các điều kiện mức ép, nồng độ dung dịch thuốc nhuộm, thời gian, nhiệt độ khác nhau.
Quá trình công nghệ
Sử dụng trục ép để ép thuốc nhuộm và chất trợ vào sâu trong lõi xơ, sợi.
Vật liệu đƣợc ngấm dung dịch thuốc nhuộm, đƣợc ủ trong nhiệt độ phòng hay nhiệt độ xác định. Thƣờng là nhiệt độ phòng để thuốc nhuộm có đủ điều kiện liên kết bền vững với vật liệu. Sau khi nhuộm, vải đƣợc giặt sạch và sấy khô.
Ưu điểm
- Tiết kiệm nguyên liệu. - Chi phí gia công thấp. - Tiết kiệm đƣợc chi phí.
Nhược điểm
- Tốn thời gian ủ.
- Khó kiểm soát quá trình ủ.
- Chỉ dùng để nhuộm cho quy trình nhuộm của một số loại thuốc nhuộm phù hợp với phƣơng pháp này.
Thiết bị sử dụng
Thiết bị ngấm ép - cuận ủ( trục ép, trục cuộn ủ, bể giặt).
Phạm vi sử dụng
- Sử dụng cho quy mô vừa và nhỏ.
- Phù hợp cho nhuộm vải có nguồn gốc tự nhiên (cotton, vải pha len – Cotton, trong đó cotton là chủ yếu).
-Chủ yếu nhuộm cho các màu nhạt bằng thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoạt tính.
1.2.3. Phƣơng pháp nhuộm liên tục
Định nghĩa
Phƣơng pháp nhuộm liên tục là quá trình đƣa thuốc nhuốc vào sâu trong lõi xơ, sợi bằng các lực cơ học. Thuốc nhuộm sau đó hình thành liên kết với xơ, sợi
thông qua quá trình gia nhiệt trong thời gian ngắn.
Đặc điểm
- Vải đƣợc cấp vào và lấy ra liên tục với tốc độ xác định của máy nên gọi là quá trình nhuộm liên tục.
- Thời gian gia nhiệt rất nhanh.
Quá trình công nghệ
Sử dụng trục ép để ép thuốc nhuộm, chất trợ vào sâu trong lõi xơ, sợi.
Vải sau đó đƣợc gia nhiệt ở trạng thái khô hoặc ƣớt (chƣng hơi hoặc hấp hơi) trong một thời gian ngắn để thuốc nhuộm tạo liên kết với vật liệu.
Sau nhuộm: Giặt sạch sau đó sấy khô (có thể giặt là, giặt trung hòa, giặt khử..)
Các thông số kiểm soát quá tình nhuộm
- Nồng độ thuốc nhuộm - Mức ép ( ɛ%)
- Nhiệt độ - Thời gian.
Ưu điểm
- Năng suất cao, tiết kiệm nƣớc do nƣớc chỉ phát sinh trong quá trình giặt mà không phát sinh trong quá trình nhuộm.
- Giảm thiểu lƣợng nƣớc thải.
Nhược điểm
- Công nghệ khá phức tạp, đòi hỏi yêu cầu cao về thiết bị. - Chi phí đầu tƣ lớn.
- Chỉ nhuộm đƣợc cho vải, không nhuộm đƣợc cho sợi.
Thiết bị sử dụng
- Sử dụng dây chuyền liên tục.
Phạm vi sử dụng
- Sử dụng nhuộm vải ở dạng mở khổ.
- Ứng dụng cho tất cả các loại vật liệu cũng nhƣ các loại thuốc nhuộm. - Áp dụng cho quy mô sản suất công nghệ lớn.
1.3. Các phƣơng pháp cầm màu cho vải nhuộm [9] [10] 1.3.1. Xử lý cầm màu 1.3.1. Xử lý cầm màu
Nguyên lý của việc xử lý cầm màu là:
a) Làm tăng kích thƣớc của phân tử thuôc nhuộm đã nằm trong xơ, sợi xenlulo, làm giảm mức độ hòa tan của chúng;
b) Biến đổi làm tăng cƣờng khả năng liên kết của thuốc nhuộm thông qua các tâm tích điện là các ion kim loại;
c) Xử lý cố định chất màu trên vật liệu bằng màng cao phân tử.
Xử lý cầm màu chủ yếu làm tăng độ bền màu ƣớt. Độ bền màu ánh sáng của một số loại thuốc nhuộm chỉ có thể tăng với xử lý cầm màu bằng muối kim loại. Mục đích của quá trình cầm màu là ngăn ngừa thuốc nhuộm tách khỏi vật liệu nhuộm một cách dễ dàng (đặc biệt trong gia công ƣớt).
Để cầm màu cho vật liệu dệt, thông thƣờng sử dụng 2 phƣơng pháp Cầm màu bằng muối kim loại:
Đƣa lên vải các ion kim loại lớn, làm tâm tích điện trên vải. Ion kim loại tạo phức với phân tử thuốc nhuộm, tạo liên kết thuốc nhuộm lên xơ thành khối lớn và giữ chúng lại trên vải rất khó tách.
Cầm màu bằng cách tạo màng cao phân tử:
Tạo cho vải một lớp màng trong suốt, giữ thuốc nhuộm trên xơ, sợi. Tuy nhiên vải bị giảm độ thông thoáng và màu bị xỉn đi. Do đó càng các màu nhạt thì càng khó cầm màu.
Sau đây là một số tác nhân có thể sử dụng để xử lý cầm màu:
1.3.2. Xử lý cầm màu bằng chất cầm màu cation
Đây là tác nhân cầm màu phổ biến nhất hiện nay trong sản xuất công nghiệp trên Thế giới và ở trong nƣớc ta. Các hợp chất cation này phản ứng với nhóm sunfonat có trong thuốc nhuộm trực tiếp, làm tăng độ bền màu ƣớt trong tất cả các phép thử độ bền màu dƣới 60 độ C. Chúng cũng kết tủa với thuốc nhuộm trực tiếp từ dung dịch, bởi vậy cần làm sạch thuốc nhuộm bám lỏng lẻo trƣớc khi cầm màu. Có thể xảy ra biến đổi ánh màu, và một trong số trƣờng hợp độ bền màu ánh sáng sẽ bị giảm đi. Phức
chất thuốc nhuộm – chất hãm màu thƣờng phân ly trong dung dịch trƣớc giặt ở nhiệt độ trên 60 độ C
Các chất cầm màu thuốc nhuộm có nhiều loại đã đƣợc đề cập đến, trong đó là hợp chất – sản phẩm cộng amit-formalđehyt, có loại không có formalđehyt, nhƣ Albafix FRD (Huntsman), Avcofix ECO( Avco Chem)…..Tùy theo yêu cầu sinh thái đối với hàng nhuộm xuất khẩu hay nội địa mà ta lựa chọn sử dụng cho thích hợp.
Chi tiết áp dụng các chất cầm màu theo hƣớng dẫn sử dụng của các mã hàng. Nhƣợc điểm
- Xẩy ra sự tăng ánh màu, độ bền màu với ánh sáng giảm đi.
1.3.3. Xử lý cầm màu bằng chất cầm màu cation và muối kim loại
Nhƣ trên ta đề cập, xử lý cầm màu bằng hợp chất cation có thể làm giảm độ bền màu với ánh sáng ½ đến 1 cấp.
Do vậy đã có phƣơng pháp cầm màu bằng chất cầm màu cation và muối kim loại đồng, cụ thể là đồng sunfat (CuSO4) trong cùng một công đoạn. Nhƣ thế vừa tăng đƣợc độ bền màu ƣớt, vừa tăng đƣợc độ bề màu ánh sáng của hàng nhuộm, loại bỏ nhƣợc điểm độ bền màu ánh sáng khi xử lý bằng chất càm màu cation một mình.
Trƣớc đây, hãng Ugine Kuhlmann đã giới thiệu quy trình này cùng với sản phẩm cation Fixagene TN Extra liquid Fixagene CD Power của họ. Còn ở Tiệp khắc (cũ) và CH. Séc ngày nay là chất cầm màu Syntefix.
Hàng nhuộm xong giặt kỹ rồi cầm màu trong dung dịch trên trong 30 phút, ở 30º C đến 40 ºC.
Ƣu điểm:
+ Tăng độ bền màu ƣớt.
+ Tăng độ bền màu với ánh sáng.
+ Loại bỏ đƣợc nhƣợc điểm độ bền màu ánh sáng khi sử lý cầm màu cation một mình.
Hiện nay, việc cầm màu bằng các ion kim loại đã bị hạn chế. Lý do là hầu hết các ion kim loại dùng để xử lý cầm màu đều là các ion kim loại nặng, nằm trong giới hạn bị hạn chế bởi các tiêu chuẩn sinh thái, trong đó có tiêu chuẩn Oeko-tex 100.
Có thể liệt kê một số kim loại bị hạn chế theo tiêu chuẩn này khi kiểm tra các loại vải tiếp xúc trực tiếp với da ngƣời nhƣ sau (mg/kg):
Bảng 1.2: Giới hạn kim loại nặng cho vải tiếp xúc với da( mg/kg) Giới hạn kim loại nặng cho vải tiếp xúc với da
Antimony (Sb) 30 Arsen (As) 1 Lead (Pb) 1 Cadmium (Cd) 0.1 Chrom (Cr) 2 Cobalt (Co) 4 Cooper (Cu) 50 Nickel (Ni) 4
Chính vì vậy khi lựa chọn tác nhân cầm màu, nhất là lựa chọn cầm màu bằng ion kim loại cần phải chú ý đến mục đích sử dụng của loại vải đƣợc cầm màu cũng nhƣ lựa chọn ion kim loại phù hợp, không nằm trong danh sách bị hạn chế hoặc sử dụng nồng độ thấp hơn mức độ giới hạn.
1.3.4. Xử lý bằng nhựa và các chất tạo liên kết ngang
Các nhựa amino và các chất tạo liên kết ngang làm ổn định kích thƣớc của vải bông và vải vixco, cho khả năng chống nhàu và dễ chăm sóc. Các xử lý này làm tăng độ bền màu ƣớt của hàng nhuộm trực tiếp nhƣng cũng lại làm giảm độ bền màu ánh sáng và làm thay đổi màu sắc (biến màu).
Dãy thuốc nhuộm Indosol SF (của Clariant) là những thuốc nhuộm trực tiếp phức kim loại đồng (Thuộc loại B và C theo phân loại SDC). Sau nhuộm, vải sợi bông ngấm ép với Indosol CR liquid, sau đó sấy và trùng ngƣng (curing). Đây là chất xử lý sau chuyên dụng cho gắn màu thuốc nhuộm Indosol SF. Nó làm ổn định kích thƣớc vải, tăng góc hồi nhàu (do tạo liên kết ngang với xenlulo) đồng thời làm hàng nhuộm đạt độ bền màu giặt rất tốt( với cả hai phƣơng pháp thử độ bền màu ISO 3 và ISO 4) và đạt độ bền màu ánh sáng đến tốt (good light fastness).
Ƣu điểm:
+ Tăng độ bền màu ƣớt. Nhƣợc điểm:
+ Làm giảm độ bền màu với ánh sáng và làm tăng màu sắc.
1.4. Các phƣơng pháp đánh giá độ bền màu
Độ bền màu là một chỉ tiêu chất lƣợng quan trọng trong hàng dệt may. Đánh giá độ bền thƣờng sử dụng phƣơng pháp đánh giá trực quan, sử dụng một thang thƣớc màu xám nhƣ là tiêu chuẩn, điều kiện ánh sáng và môi trƣờng chuẩn, đôi mắt của ngƣời đánh giá tƣơng phản với thƣớc màu xám và mẫu để xác định sự thay đổi màu của mẫu thử. Theo phƣơng pháp sử dụng thang thƣớc xám, có năm cấp độ bền màu, cụ thể là 5,4,3,2,1. Cấp 5 là độ bền màu tốt nhất. Cấp 1 là độ bền màu kém nhất.
Để đánh giá chính xác sự khác biệt về màu sắc, đảm bảo tính đồng nhất màu sắc của các kết quả, khi đánh giá trực quan của màu sắc phải đƣợc thực hiện trong buồng ánh sáng chuẩn.
Bảng 1.3: Mối liên quan giữa đánh giá theo thang thƣớc xám và giá trị Delta E Cấp phai màu Giá trị ∆E
5 0 ± 0,2 4/5 0,8 ± 0,2 4 1,7 ± 0,3 3/4 2,5 ± 0,35 3 3,4 ± 0,4 2/3 4,8 ± 0,5 2 6,8 ± 0,6 1/2 9,6 ± 0,7 1 13,6 ± 1,0
1.4.1. Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu với giặt
Khái niệm
Độ bền giặt đƣợc đánh giá bằng sự phai màu của mẫu thử với mẫu ban đầu, còn đƣợc gọi là độ phai màu, hoặc bằng độ dây màu sang vải trắng cùng gia công hay còn gọi là độ dây màu.
Nguyên tắc chung đánh giá độ bền màu
Mẫu sau xử lý phải đƣợc để ở trong điều kiện tự nhiên ít nhất một giờ trƣớc khi đem đi so sánh. Đƣợc so sánh và đánh giá bằng thang thƣớc xám trong điều kiện ánh sáng chuẩn.
+D65: ánh sáng ban ngày. +F: Vàng.
+UV: Ánh sáng tia cực tím.
Sử dụng thang thƣớc xám hoặc máy đo màu quang phổ để đánh giá sự thay đổi của màu sắc.
Vải trắng đính kèm đƣợc quy định trong tiêu chuẩn ISO 105 – F10 Các chỉ tiêu đo màu sắc đƣợc quy định tại nhóm tiêu chuẩn ISO 105
Nhóm tiêu chuẩn ISO 105 gồm có các tiêu chuẩn giặt từ nhẹ đến nặng. - C01: Giặt ở điều kiện thƣờng.
- C02: Giặt ở 40ºC. - C03: Giặt ở 60ºC. - C04: Giặt ở 90ºC. - C05: Giặt ở 60ºC + bi sắt. - C06: Giặt ở 90ºC + bi sắt. Nguyên tắc
Mẫu thử đƣợc đính với mẫu vải đính kèm theo quy định rồi đƣợc giặt theo các điều kiện quy định về thời gian và nhiệt độ trong dung dịch xà phòng, sau đó giũ sạch và sấy khô. Các thay đổi màu sắc của các mẫu thử và nhuộm màu vải đính kèm đƣợc đánh giá với thang thƣớc màu xám.
Thiết bị và hóa chất sử dụng
Máy thử độ bền màu giặt phải có trục quay mang các cốc bằng thép không gỉ; tần số (402) vòng/phút.
Cân chính xác tới 0,01 g.
Thang thƣớc xám đƣợc quy định tại tiêu chuẩn ISO 105 A02 và ISO 105 A03 hoặc máy đo màu để đánh giá sự thay đổi màu và dây màu phù hợp với ISO 105- J01, ISO 105-A04 và ISO 105-A05.
Xà phòng phải có độ ẩm chứa không quá 5% và tuân thủ các yêu cầu sau đây: Căn cứ vào khối lƣợng khô: chất kiềm dƣ đƣợc tính nhƣ Na2CO3: không vƣợt quá 0,3% và tính theo hàm lƣợng NaOH: không vƣợt quá 0,1%.
- Hàm lƣợng chất béo: 850 g / kg tối thiểu.
- Hiệu giá của axit béo hỗn hợp đƣợc chuẩn bị từ xà phòng: 30 ° C tối đa. - Viên bi bằng thép không gỉ, đƣờng kính xấp xỉ 6 mm.
Chuẩn bị mẫu thử
Vải cắt thành mẫu có kích thƣớc 10 x 4 cm, nếu là sợi thì phải cuộn lại hoặc đan thành dạng tấm có kích thƣớc 10 x 4cm. Mẫu thử đƣợc khâu đính với vải đính kèm đƣợc quy định tại tiêu chuẩn ISO 105 F.
Vải thử kèm multifiber phù hợp với ISO 105 F10 tùy thuộc vào nhiệt độ sử dụng: Vải thử kèm đa xơ, bao gồm len và axetat (cho phép thử 400 C và 500 C, trong
một số trƣờng hợp thử ở 600 C phải đƣợc nêu trong báo cáo thử nghiệm).
Vải thử kèm đa xơ không chứa len và axetat (trong một số các phép thử ở 600 C và trong tất cả các phép thử ở 950 C). Bảng 1.4: Quy định về vải thử kèm Mẫu thứ 1 có: Mẫu thứ 2 là Bông Len Len Bông Lụa Bông Lanh Bông Viscose Len Acetate Viscose
Plyamide Len hoặc viscose
Polyester Len hoặc bông
Vải thử kèm xơ đơn phù hợp với các phần F01 F07 của ISO 105 F:1985, cần sử dụng hai vải thừ kèm xơ đơn. Mỗi vải thử kèm phải làm từ cùng loại xơ với vật liệu dệt đang thử hoặc loại xơ chiếm tỉ lệ cao hơn trong hỗn hợp xơ. Vải thử kèm thứ hai phải làm từ xơ nhƣ bảng 1.5. Bảng 1.5: Các cặp vải thử kèm