2.3.2.1. Nhuộm, hoàn tất mẫu
- Thiết bị sử dụng: qúa trình nhuộm đƣợc thực hiện trong thiết bị Máy nhuộm Ti – color (đã trình bày ở mục 2.3.1.1)
- Đơn công nghệ: Dung tỉ: 1/10
Lanaset Blue 2R (thuốc nhuộm) : 1% so với khối lƣợng vải
Chỉnh pH = 4,5 bằng CH3COOH : 1g/l
CH3COONa : 1g/l
Vitex NL 580 (chất đều màu polyamit) : 2g/l
Qui trình nhuộm:
Tại 200
C, cấp nƣớc, chất trợ nhuộm, thuốc nhuộm vào cốc nhuộm. Cho vải vào cốc
nhuộm cho ngấm đều dung dịch nhuộm, nâng nhiệt 1,50C/phút đến X10C nhiệt độ
cần khảo sát để thuốc nhuộm thực hiện phản ứng gắn màu. Giữ nhiệt độ nhuộm trong vòng X2 phút đến thời gian cần khảo sát nhƣ trình bày ở bảng trên. Cuối cùng hạ nhiệt 1,0 0
C/ phút đến 500C tiến hành xả dịch. Giặt xử lí sau nhuộm nhƣ sau: + Giặt có chất giặt Vitex SP 59 (của Vimin – Đài loan): 3 g/l ở (700C - 20 phút) → xả dịch + Giặt nƣớc cất (500
C - 20 phút) → Xả dịch
+ Giặt sạch xả tràn nƣớc cất.
X2 (phút)
50 0C xả dịch,
giặt sau nhuộm
Chất trợ Thuốc nhuộm
200C
X1 (0C)
Tăng 1,5 0C /phút Hạ 1 0
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 44 Khóa 2012 - 2014
Vải sau nhuộm vắt (lực ép 1bar), sau đó sấy khô (1000
C - 2 phút) → Hoàn tất (1700
C - 45 giây)
2.3.2.2 Phƣơng pháp đánh giá cƣờng độ màu, độ đều màu: [16]
Phƣơng pháp đánh giá cƣờng độ màu, độ đều màu đƣợc tiến hành trên thiết bị đo màu Color – eye 3100 (Gretg Machbech) (đã trình bày ở mục 2.3.1.6).
Phƣơng pháp đo quang phổ là phƣơng pháp chính xác nhất và phức tạp nhất bao gồm đo phổ và tính toán số liệu đo. Đo phổ là quá trình thuần vật lý để xác định độ phản xạ theo độ dài bƣớc sóng. Độ phản xạ đƣợc tính theo tỉ lệ ánh sáng phản xạ từ mẫu đo so với mẫu trắng chuẩn. Tập hợp các giá trị độ phản xạ theo độ dài bƣớc sóng có thể biểu diễn thành đƣờng cong phản xạ (hoặc hấp thu) trong vùng ánh sáng thấy đƣợc. Đƣờng cong đó gọi là đƣờng cong phản xạ của một màu. Thông qua độ phản xạ ánh sáng theo độ dài bƣớc sóng, ngƣời ta có thể tính toán đƣợc các tọa độ màu cụ thể trong các không gian màu.
Giá trị độ phản xạ của mẫu trong vùng từ 400 – 700 nm đƣợc xác định bởi máy đo màu. Cƣờng độ màu đƣợc thể hiện bằng chỉ số K/S tính từ giá trị độ phản xạ cực tiểu đo đƣợc theo công thức (1): [16]
(1-R)2 K/S = (1) 2R R: giá trị độ phản xạ K: hệ số hấp thụ của vật liệu S: hệ số khuyết tán – tán xạ
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 45 Khóa 2012 - 2014
Độ đều màu đƣợc tiến hành đánh giá bằng cách đo màu ở 2 vị trí khác nhau trên mẫu vải. Lấy vị trí đo mẫu lần nhất làm chuẩn, máy sẽ cho giá trị DE là giá trị chênh lệch màu giữa 3 vị trí đo. Giá trị DE càng cao thì mẫu càng không đều màu. Gía trị thông thƣờng theo kinh nghiệm làm việc tại Xí nghiệp nhuộm – Tổng công ty 28:
+ DE ≤ 0.3 : mẫu nhuộm đƣợc chấp nhận + DE › 0.3 : mẫu nhuộm không đều màu
Cách khác là quan sát bằng mắt trong điều kiện chuẩn ánh sáng tự nhiên từ 9 – 11h hoặc 14 – 16 h, hƣớng về phía bắc với góc nghiêng 45 O (còn nguồn sáng nhân tạo phải đảm bảo 250 lux) trên toàn bộ mẫu nếu thấy không bị đốm màu, loang màu, không đều màu thì kết luận nhuộm đều màu.
2.3.2.3 Phƣơng pháp đánh giá độ tận trích thuốc nhuộm (độ hấp thụ thuốc nhuộm của vải):
Phƣơng pháp đánh giá độ tận trích thuốc nhuộm đƣợc tiến hành bằng cách đo nồng độ dung dịch nhuộm còn lại sau khi nhuộm trên thiết bị máy quang phổ tử ngoại khả kiến, UV/VIS: (đã trình bày ở mục 2.3.1.5). Nồng độ dung dịch còn lại càng cao có nghĩa là vải càng hấp thụ đƣợc ít thuốc nhuộm và ngƣợc lại
Sử dụng cuvet để đựng dung dịch đem đi phân tích. Mẫu đƣợc đƣa vào từng Cuvet và máy đo ra kết quả giá trị độ hấp thụ UV/VIS (tận trích của dung dịch nhuộm).
Cuvet là ống nhỏ có tiết diện tròn hoặc vuông, đƣợc đậy kín ở một đầu, làm bằng nhựa, thủy tinh hoặc thạch anh (cho tia cực tím) và đƣợc thiết kế để chứa mẫu cho thí nghiệm quang phổ. Cuvet tốt nhất là cuvet sạch nhất có thể, không bẩn gây ảnh hƣởng đến kết quả đọc quang phổ. Giống nhƣ ống thí nghiệm, cuvet có thể mở
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 46 Khóa 2012 - 2014
với khí quyển trên đỉnh hoặc có nắp đậy để đóng lại. Sáp cũng có thể đƣợc sử dụng làm nắp đậy.
2.3.2.4 Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu, phai màu sau giặt xà phòng: [20] Mẫu thử đƣợc giặt trong cốc thí nghiệm trên máy Ti – color (đã trình bày ở mục 2.3.1.1)
Độ bền màu giặt xà phòng đƣợc đánh giá thông qua mức độ phai màu của mẫu thử và khả năng dây màu của mẫu thử lên vải thử kèm trong quá trình giặt với dung dịch xà phòng dƣới diều kiện nhiệt độ và thời gian theo tiêu chuẩn TCVN 4537-88 trong phạm vi luận án này sử dụng giặt mẫu thử trong dung dịch xà phòng trung tính : 5 g/l, ở 40o
C x 30 phút.
Sau khi giặt và mẫu đã khô mẫu thử độ bền màu giặt xà phòng đƣợc đem đi
đánh giá ở ở máy so màu quang phổ (xem mục 2.3.2.2 ), máy sẽ đánh giá, đƣa ra
kết quả hoặc xem ở ánh sáng tự nhiên theo điều kiện chuẩn hoặc trong buồng so
màu theo trình tự sau:
- Mở đèn so màu daylight D65
- Đặt mẫu trƣớc giặt bên cạnh mẫu sau giặt, vải thử kèm chƣa xử lý cạnh vải thử kèm đã xử lý dƣới nguồn sang của tủ so màu trên bảng nghiệng 450.
- Dùng thang chuẩn xám ISO 105 A02 để đánh giá mức độ phai màu trên mẫu thử, dùng thang chuẩn xám ISO 105 A03 để đánh giá mức độ dây màu trên vải thử kèm. Có 9 cấp độ phai màu và dây màu là: 1, 1-2, 2, 2-3, 3, 3-4, 4, 4-5, 5 (trong đó cấp 5 là tốt nhất và giảm dần về cấp 1)
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 47 Khóa 2012 - 2014
2.3.2.5 Phƣơng pháp xác định độ đàn hồi của vải theo phƣơng ngang: [21] Độ đàn hồi của mẫu thử đƣợc thử trên máy kéo đứt (đã trình bày ở mục 2.2.1.7). Theo tiêu chuẩn Pháp NF G07-196 phƣơng pháp 2
* Chuẩn bị mẫu:
- Từ mẫu ban đầu cắt mẫu có kích thƣớc mẫu thử 50 mm x200mm bằng thƣớc có độ chính xác tới milimet trong đó 50 mm theo hƣớng dọc của vải và 200 mm theo hƣớng ngang của vải (kích thƣớc phần làm việc là 50 mm x 100mm)
- Giữ mẫu trong điều kiện khí hậu qui định theo TCVN 1748:1991 * Tiến hành thử mẫu:
Đƣa một đầu mẫu thử vào hàm cặp trên của máy, sao cho mẫu phẳng đều, nằm thẳng, chính giữa rồi siết hàm cặp lại, cho đầu còn lại của mẫu vào hàm cặp dƣới của máy tạo lực căng ban đầu, sau đó siết hàm cặp dƣới lại, đảm bảo khu vực làm việc của mẫu là 100 mm ± 0.1mm. Nhấn nút cho máy làm việc, kéo giãn mẫu tới 80% giữ mẫu trong trạng thái kéo căng 30 phút.
Tiến hành đo mẫu: Sau khi đủ thời gian thử mẫu là 30 phút, bấm máy cho hàm cặp trên đi xuống thả lỏng mẫu, lấy mẫu ra khỏi hàm cặp, để mẫu nghỉ trong 30 phút sau đó đo chiều dài mẫu theo đƣờng tâm của mẫu bằng thƣớc có độ chính xác tới milimet đƣợc giá trị L1.
Xác định độ giãn dƣ theo công thức sau
A1 =
L L L1
x100% (1) Trong đó: L1 (mm) là chiều dài sau chu kỳ kéo giãn nghỉ
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 48 Khóa 2012 - 2014
L là chiều dài mẫu thử ban đầu (100 mm)
* Xác định độ đàn hồi của vải dƣới một độ giãn cho trƣớc (tiêu chuẩn NF G07-196 – phƣơng pháp 2) lực đã cho theo công thức sau
E = 0 1 0 A A A x100% (2) Trong đó: A0 là độ kéo giãn mẫu 80%
A1 là độ giãn dƣ của mẫu sau chu kỳ kéo giãn nghỉ
2.3.2.6 Phƣơng pháp xác định độ co vải
Do thí nghiệm trên mẫu trong luận án này nhỏ dọc x ngang (100 mm x 200 mm), đánh dấu mẫu. Sự đánh dấu cần có độ chính xác nên mỗi phƣơng án làm 2 mẫu, đánh dấu và đo chính xác cả 2 mẫu trên cả 2 mặt.
* Chuẩn bị mẫu:
- Sử dụng dƣỡng có độ chính xác tới milimet có kích thƣớc dọc và ngang nhƣ sau: 100 mm x 200 mm
- Đặt dƣỡng trên mẫu đánh dấu 4 góc bằng kim chỉ (chỉ không màu, không nhuộm trắng)
* Tiến hành đo kích thƣớc dọc (D) và ngang (N) tại các vị trí đã đƣợc đánh dấu sau các công đoạn bằng thƣớc có độ chính xác tới milimet. Độ co của mẫu đƣợc
tính theo công thức tính nhƣ sau: Độ co dọc = 100 *100%
Dtruoc Dsau Độ co ngang = 100 *100% Ntruoc Nsau
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 49 Khóa 2012 - 2014
2.3.2.7.Xây dựng phƣơng trình hồi quy thực nghiệm
Sau khi nhuộm mẫu theo 9 phƣơng án nhƣ bảng 2, mẫu vải sau nhuộm và hoàn tất đƣợc đo các chỉ tiêu độ tận trích, cƣờng độ lên mầu, độ bền mầu, độ đều mầu, độ đàn hồi của vải, độ co của vải theo các phƣơng pháp nhƣ đã mô tả từ mục 2.2.2.2 đến mục 2.2.2.7, kết quả đƣợc sử dụng để xây dựng các phƣơng trình hồi quy nhƣ trình bày sau:
Để thể hiện mối quan hệ giữa độ nhiệt độ nhuộm và thời gian nhuộm ảnh hƣởng tới độ tận trích thuốc nhuộm, cƣờng độ lên màu và độ đàn hồi của vải dệt kim đàn tính cao, nghiên cứu này xây dựng phƣơng trình hồi qui thực nghiệm biểu thị mối quan hệ giữa các đại lƣợng đặc trƣng Y với các biến ảnh hƣởng Xj; j=1÷k. Nếu loại thực nghiệm tuyến tính thì mô hình có dạng bậc nhất. Nếu loại thực nghiệm phi tuyến thì mô hình có dạng bậc hai.
+ Phƣơng tình hồi quy thực nghiệm đƣợc xây dựng với sự trợ giúp của phần mềm Design-Expert:
Sau khi thực hiện thí nghiệm thu đƣợc các kết quả độ tận trích thuốc nhuộm, cƣờng độ lên màu và độ đàn hồi của vải dệt kim đàn tính cao. Đề tài sử dụng phần
mềm toán học Design-Expertđể nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ nhuộm và thời
gian nhuộm ảnh hƣởng tới độ tận trích thuốc nhuộm, cƣờng độ lên màu và độ đàn hồi của vải dệt kim đàn tính cao, và xây dựng phƣơng trình hồi qui thực nghiệm. + Giới thiệu phần mềm giải bài toán qui hoạch thực nghiệm trực giao Box-Winson :
Vào chƣơng trình Design-Expert 7.0 File New Design.
Chọn Yes 2- Level Factorial Design
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 50 Khóa 2012 - 2014
Chọn Responses: 3
Nhập Y1: Độ hấp thụ D Y2: Cƣờng độ lên màu K/S Y3: Độ đàn hồi (E%)
Continue Design Tools Augment Design Augment
Chọn Central composite OK
Run peraial (star) point : 1 Center point: 1 OK
Nhấp Std click trái Sort by standard order
Nhập các giá trị R1 (Y1), R2 (Y2), R3 (Y3)
Nhấn Ctrl A – Ctrl C – Paste bảng qua file Word
Phân tích số liệu (Analysis) – Vào R1 (Y1: Độ hấp thụ ) (*)
Vào Model f(x) Quadrtic ANOVA
Nhấn Ctrl A Ctrl C Paste bảng qua file Word
Moded Graphs (chọn hình cần thiết)
Nhấn Ctrl A Ctrl C Paste bảng qua file Word
Tuần tự thực hiện lại (*) cho các giá trị Y2, Y3 Phân tích tối ƣu các thông số công nghệ (Otimization).
.
Nghành CN Vật liệu Dệt May 51 Khóa 2012 - 2014