2.1Thiết bị
• Thiết bị ngấm ép : Máy ngấm ép thí nghiệm một cặp trục Roaches EHP-350 do Thụy Sỹ sản xuất. Khổ vải ngấm ép lớn nhất là 30 cm. Máng ngấm có dung tích 300 ml.
• Thiết bị sấy và gia nhiệt: Máy văng sấy thí nghiệm Tsujji của Nhật Khổ vải văng kim lớn nhất là 30 cm.
2.2Lựa chọn vải bông sử dụng
Qua nghiên cứu lý thuyết, luận văn đã lựa chọn một số loại vải bông sau nấu tẩy và làm bóng có cấu trúc khác nhau, tiến hành xử lý chống tia UV với chất xử lý hoàn tất chống tia UV Rayosan C ở nồng độ 4% bằng phương pháp tận trích, kết quả thể hiện ở bảng . Mục đích lựa chọn vải nhẹ để trắng hay nhuộm kẻ sáng màu để phù hợp với thị hiếu người sử dụng trong mùa hè nắng nóng có cường độ UV cao.
Kết quả khảo sát cho thấy rằng hầu hết vải bông đều có hệ số bảo vệ tia UV rất thấp, tuy nhiên tuỳ theo cấu trúc vải (chi số sợi, khối lượng, mật độ, kiểu dệt) thì giá trị UPF có thể dao động trong vùng từ 2,5 đến 17. Để đạt được tính chất bảo vệ tia UV, thì giá trị UPF của vải phải ≥ 15, với yêu cầu này hầu hết các loại vải bông thông thường để may quần áo đều không thể đáp ứng được, vì vậy vải cần phải xử lý hoàn tất chống tia UV với các chất xử lý chống tia UV.
2.3.Phương pháp thực nghiệm xác định khả năng chống tia UV của vải
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến đơn giản và nồng độ hóa chất trên vải đạt được với hiệu suất khá cao. Vì phương pháp này áp dụng cho các dây truyền liên tục và bán liên tục, vải ở dạng mở khổ nên vải không bị nhăn nhàu không ảnh hưởng tới các yếu tố quan trọng của cấu trúc dệt. Phương pháp này phù hợp với hầu hết các hóa chất hoàn tất chống tia UV và có thể áp dụng trên các thiết bị ngấm ép một máng một lần ép hay 2 lần ép
Trong quy trình xử lý hoàn tất chống tia UV người ta thường gọi công nghệ này là Tecmofix (đối với vải tự nhiên), Tecmosol (với vải tổng hợp) trình tự công nghệ như sau (xem hình 1.18):
Hình 8: Sơ đồ quy trình ngấm ép gia khô nhiệt
Ngấm ép → Sấy trung gian → Xử lý nhiệt → Giặt. Công nghệ này được áp dụng cho hầu hết các loại vật liệu và cũng được sử dụng rộng rãi nhất cho các đơn hoàn tất hóa học khác với tên gọi kinh điển “Dry-Cure Process”. Ưu điểm vượt trội của phương pháp này là thời gian xử lý nhanh hiệu quả cao và có thể chạy ngay một lần trên dây truyền văng sấy nhiều khoang sấy bao gồm sấy trung gian và xử lý nhiệt. [15] Đối với vật liệu bông hay xenlulo tái sinh (trừ axetat), dung dịch ngấm ép bao gồm chất hoàn tất hấp thụ tia UV, Natribicacbonat (NaHCO3) hay Natricacbonat (Na2CO3) và urê, ngoài ra có thêm chất ngấm anion hay nonion. Lượng urê đưa vào khoảng 50 - 80 g/l đóng vai trò tăng độ hòa tan hóa chất hấp thụ tia UV và hút ẩm đảm bảo liên kết được thực hiện tối ưu giữu hóa chất và xơ sợi (phản ứng chỉ xảy ra trong môi trường ẩm). Vải sau khi được ép với mức ép 60 - 80% được sấy trung gian. Tốt nhất sấy bằng tia hồng ngoại hoặc sấy gió nóng để giảm độ ẩm xuống còn khoảng 10 - 20% trong thời gian 1 - 2 phút. Sau đó vải đưa vào khoang gia nhiệt không khí nóng ở nhiệt độ 1300 C với thời gian 2 - 3 phút để tạo liên kết bền vững giữa chất hoàn chất và vải. Cuối cùng vải được đưa qua khoang làm mát và đi vào công đoạn giặt nóng và giặt lạnh. Các sản phẩm hoàn tất chống tia UV cho vật liệu tự nhiên hay tổng hợp cũng có thể đưa ngay vào trong dung dịch nhuộm và thực hiện liên kết đồng thời cùng với thuốc nhuộm lên xơ sợi theo phương pháp này.
2.3Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý
Nhìn chung khả năng chống tia UV của vải bị ảnh hưởng cả 3 yếu tố là nồng độ chất xử lý chống tia UV - Rayosan C, thời gian và nhiệt độ xử lý. Trong 3 yếu tố, theo độ lớn của các
hệ số cho thấy: yếu tố nồng độ ảnh hưởng mạnh nhất sau đó là nhiệt độ và cuối cùng là thời gian xử lý . Ngoài ra khi giảm thời gian lưu vải trong máy thì cũng đồng thời tăng được công suất của máy và công nhân vận hành máy đồng thời tiết kiệm năng lượng vì năng lượng để nâng nhiệt độ lên dễ dàng được bù đắp nhờ rút ngắn thời gian. Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ lên nhiều cũng không tốt cho vải bông vì trên 150o C là vùng nhiệt độ bắt đầu ảnh hưởng đến tính chất cơ lý và màu sắc của vải bông, hơn nữa lượng hoá chất trên vải khá lớn cũng ảnh hưởng đến các tính chất này khi nhiệt độ đủ cao.
Thời gian xử lý nhiệt lấy giá trị trung bình để bảo đảm hiệu suất gắn kết hoá chất lên vải khi xử lý. Điều này là do ở nhiệt độ xử lý cao (trong giới hạn cho phép) đã đảm bảo điều kiện để chất xử lý gắn kết lên vải, tức là tăng hiệu suất của phản ứng vì vậy không cần thiết phải tăng nồng độ chất xử lý lên nhiều, còn ở nhiệt độ thấp để đạt được hiệu quả chống tia UV cần phải tăng nồng độ chất xử lý và thời gian xử lý thích hợp. Tương tự như vậy, ở cùng một nồng độ của chất xử lý, khi thời gian xử lý càng tăng thì hệ số UPF cũng tăng và ở các thời gian xử lý lâu hơn, tốc độ tăng hệ số UPF cũng chậm hơn so với ở các thời gian xử lý ngắn hơn. Điều này là do khi thời gian phản ứng ngắn thì phải tăng nồng độ chất phản ứng để đạt được hiệu quả mong muốn, tuy nhiên hiệu suất đạt được cũng thấp hơn so với các thời gian xử lý lâu hơn, và khi thời gian xử lý đủ lâu để hoá chất có thể gắn kết lên vải thì việc tăng nồng độ tới một giá trị nào đó là phù hợp, còn nếu tiếp tục tăng mãi thì lượng hoá chất trên vải đã gần tới mức bảo hoà và chỉ gây lãng phí đồng thời gây ô nhiễm môi trưởng do lượng hoá chất dư thừa đi vào nước thải.
2.4Hiệu quả xử lý
Khi tăng thời gian thì ở các nhiệt độ xử lý thấp hệ số UPF tăng mạnh và ở nhiệt độ xử lý càng cao thì tốc độ tăng chậm. Điều này có thể giải thích là ở nhiệt độ xử lý thấp để đạt hiệu suất phản ứng thì phải tăng thời gian phản ứng, tuy nhiên thời gian xử lý càng lâu thì càng làm giảm hiệu suất máy, còn ở các nhiệt độ xử lý cao với thời gian xử lý thích hợp đã đủ để hoá chất gắn kết lên vải vì vậy việc tiếp tục tăng thời gian xử lý lâu hơn là không cần thiết. Qua nghiên cứu quá trình xử lý hoàn tất chống tia UV cho vải bông bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm có thể khẳng định: các kết quả nghiên cứu là tin cậy và hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, trong vùng nghiên cứu, các thông số tối ưu để sản xuất vải
bông chất lượng cao với tính năng chống tia UV có hệ số UPF đạt giá trị từ 30- 35 được lựa chọn như sau:
+ Nồng độ 45 g/l là nồng độ tối ưu cho chất xử lý chống tia UVRayosanC. + Thời gian xử lý: 3 – 3,5 phút
+ Nhiệt độ xử lý: 135 – 145oC