Phương pháp nhuộm gián đoạn (tận trích)
Là quá trình công nghệ nhuộm để đưa thuốc nhuộm vào sâu trong xơ sợi, chủ yếu bằng quá trình chuyển dịch cân bằng nồng độ từ trong dung dịch nhuộm vào xơ, thông qua các quá trình nhiệt động học. Quá trình nhuộm được kiểm soát thông qua các yếu tố dung tỷ nhuộm, nhiệt độ nhuộm, thời gian nhuộm, hóa chất nhuộm và chất trợ.
Ưu điểm:
- Đơn giản dễ thực hiện, tiết kiệm chí đầu tư ban đầu
- Không tốn nhiều diện tích mặt bằng sử dụng Nhược điểm của phương pháp nhuộm tận trích:
- Tốn thời gian, năng lượng lớn, phát sinh lượng thải lớn - Năng suất nhuộm từ thấp đến trung bình.
Quy trình nhuộm gồm ba công đoạn:
- Hút, tận trích thuốc nhuộm từ dung dịch có muối trong môi trương trung tính.
- Cho kiềm vào để giúp phản ứng màu giữa thuốc nhuộm đã hấp phụ - Giặt hóa chất để loại bỏ chất điện ly, kiềm vào thuốc nhuộm hoạt tính không gắn màu
- Chuẩn bị máy nhuộm, nước và vật liệu nhuộm thích hợp - Điều chỉnh nhiệt độ dung dịch tới mức quy định
- Kiểm tra Ph (không vượt quá 7) và điều chỉnh bằng CH3COOH loãng nếu cần.
Đơn thành phần thuốc nhuộm:
STT Thành phần Nồng độ Tác dụng
1 Thuốc nhuộm X % Tạo màu cho vật liệu
2 Chất trợnhuộm 1-2 (g/l)
Tăng độ thấm cho vải, giúp cho thuốc nhuộm thấm sâu vào vải hơn
Làm giảm ma sát giữa vải với vải, giữa vải với thiết bị nhuộm Giảm sức căng bề mặt giữa vật liệu và thuốc nhuộm
3 Muối Có tác dụng làm giảm tâm tích
điện âm trên bề mặt vật liệu và tăng tốc độ bắt màu của thuốc
nhuộm
4 Kiềm 1 - 2 % Tạo liên kết cộng hóa trị giữathuốc nhuộm và vật liệu
5 Chất điện li(Na2SO4) 5- 60 (g/l)
Tăng tốc độ thuốc nhuộm từ dung dịch di chuyển lên bề mặt sợi
Điều kiện công nghệ Nhiệt độ: 40 -80oC Nhiệt độ 30 – 90 phút
Tùy thuộc vào loại thuốc nhuộm và cấu tạo thuốc nhuộm. Sơ đồ công nghệ nhuộm
Phương pháp tang dần nhiệt độ
Đây là phương pháp phổ biến nhất, đạt độ bền màu cao, phù hợp với hầu hết loại xơ sợi và thuốc nhuộm.
Hình ảnh 1-1. Phương pháp nhuộm đẳng nhiệt.
Phương pháp đảng nhiệt mang lại hiệu quả kinh tế, dễ dàng áp dụng, tiết kiệm thời gian. Ưu tiên sử dụng với thuốc nhuộm ở tốc độ gắn màu trung bình và nhạy với nhiệt độ.
Phương pháp nhuộm nguội dần
Hình ảnh 1-2. Phương pháp nhuộm nguội dần.
Phương pháp sử dụng cho các loại vải khó nhuộm màu như vải qua làm bóng và thuốc nhuộm có cấu trúc lớn. Trong trường hợp này nhiệt độ cao giúp tăng trương nở xơ sợi và khuếch tán làm nhuộm đều màu.
Phương pháp nhuộm liên tục
Là phương pháp đưa thuốc nhuộm vào sâu trong xơ, sợi chủ yếu bằng lực cơ học (ngấm ép). Thuốc nhuộm sau đó tạo thành liên kết với xơ, sợi thông qua quá trình gia nhiệt trong thời gian ngắn. Đặc điểm của phương pháp này là vải được di chuyển với một tốc độ xác địnhvà quá trình nhuộm được kiểm soát thông qua nồng độ thuốc nhuộm trong máy, mức ép, thời gian và nhiệt độ gia nhiệt.
Ưu điểm
- Cho năng suất cao
- Tiết kiệm được lượng nước sử dụng và hạn chế nước thải
- Áp dụng cho quy mô công nghiệp lớn với hầu hết các loại vật liệu thuốc nhuộm.
- Quy trình làm phức tạp, công nghệ cao và chi phí lớn
- Chỉ áp dụng cho vải dệt thoi do quá trình nhuộm chịu sức căng kéo lớn - Cần công nhân có kỹ thuật cao để sử dụng
- Vấn đề sinh thái môi trường (thải ra lượng muối lớn).
Hiện nay trên thế giới và nước ta có hai quy trình nhuộm the phương pháp liên tục phổ biến nhất, đó là ngấm ép – xử lý nhiệt khô (pad – dry – thermofix) và ngấm ép chưng hấp bằng hơi nước (pad – dry – padsteam).
Nhuộm liên tục ngấm ép – xử lý nhiệt khô phải có máy nhuộm hiện đại, thích hợp để ép thuốc nhuộm và xử lý gắn màu bằng nhiệt – không khí nóng khô. Vì thế đòi hỏi thiết bị có quy mô trung bình đến lớn. Ngoài sử dụng kiềm Na2CO3 còn phải sử dụng một lượng lớn ure (đến 200g/l).
Thiết bị đòi hỏi ở phương pháp ngấm ép – chưng hấp là nhiều nhất, dài nhất và tiêu tốn nhiều năng lượng nhiệt – hơi. Ngoài sử dụng kiềm để gắn màu (NaOH) còn sử dụng một lượng muối lớn (NaCl hay Na2SO4) đến 250g/l.
Phương pháp ngấm ép – chưng hấp có thể áp dụng hai phương pháp ngấm ép chưng hấp một máng và phương pháp ngấm ép hai máng.
Với phương pháp ngấm ép chưng hấp một máng có quy trình công nghệ
Ngấm ép – Sấy – Chưng hấp
Sấy ở 120oC trong 60s và chưng hấp ở 100 – 105oC trong 1 – 2 phút. Kiềm sử dụng trong phương pháp này là natri bicacbonat NaHCO3.
Còn phương pháp ngấm ép chưng hấp hai máng có quy trình công nghệ
Ngấm ép – Sấy – Ngấm ép – Chưng hấp
Ngấm ép thuốc nhuộm tại máng một ở 120oC trong 30 – 60 giây. Ngấm ép chất trợ, kiềm tại máng hai. Chưng hấp vật liệu ở 100 – 105oC trong 30 – 60 giây. Đây là phương pháp phù hợp với nhuộm sản xuất lớn, tốc độ
cao. Độ ổn định dung dịch nhuộm cao nhất trong tất cả các phương pháp liên tục.
Phương pháp nhuộm bán liên tục
Là phương pháp nhuộm bằng cách đưa thuốc nhuộm vào sâu trong lõi xơ, sợi bằng các lực cơ học. Thuốc nhuộm sau đó được liên kết với vật liệu thông qua quá trình ủ trong một thời gian, nhiệt độ xác định
Công đoạn:
Nhuộm cuộn ủ gồm ngấm ép cuộn ủ lạnh (Pad-batch) và ngấm ép cuộn ủ nóng(Pad-roll).
Ưu điểm
- Tiêu thụ năng lượng ít hơn so với các công nghệ nhuộm tận trích hay liên tục khác, rất phù hợp cho sản xuất tiết kiệm năng lượng.
- Đầu tư thấp cùng với yêu cầu nguồn nhân lực phục vụ ít hơn phương pháp liên tục.
- Chất lượng nhuộm khá tốt, ngoại quan hàng nhuộm được nâng cao, đạt mức độ nhuộm lặp lại giữa các đợt nhuộm.
- Phù hợp nhuộm các đơn hàng nhỏ, đạt hiệu quả kinh tế cao bằng các thuốc nhuộm hoạt tính.
- Giá thành nhuộm: So với tổng giá thành bao gồm thuốc nhuộm, hóa chất, chất trợ, nước và năng lượng, nhân lực và giá thành thiết bị với các công nghệ nhuộm khác thì ngấm ép - cuộn ủ có giá thành thấp hơn.
Nhược điểm
Nhuộm theo phương pháp này cần có thời gian cuộn ủ để gắn màu thuốc nhuộm. Thời gian gắn mầu dài tùy thuộc vào loại thuốc sử dụng và phương pháp gắn màu.
Kết luận: Từ những ưu, nhược điểm của các phương pháp nhuộm trên thấy rằng phương pháp nhuộm gián đoạn là phương pháp phù hợp nhất bởi vì ưu điểm của phương pháp này có độ bền màu cao, đơn giản dễ thực
hiện, tiết kiệm chí đầu tư ban đầu, có thể đạt kết quả nhuộm lặp lại trong cùng điều kiện nhuộm.