3. 4.2 Công nghệ nhuộm vải bông 56
3.7.3.Chi phí cho quá trình nhuộ m 65
Những nghiên cứu chi tiết về chi phí cho công nghệ nhuộm và so sánh với các loại thuốc nhuộm tổng hợp đã được trình bày trong các chuyên đề 1.2.1; 1.2.2; 1.2.3 và 1.2.4.
Chi phí nhuộm vải cotton bằng dung dịch chất màu tách chiết từ các loại lá thấp hơn so với nhuộm hoạt tính để đạt được màu tương đương. Cụ thể, chi phí nhuộm 1 tấn vải cotton bằng chất màu tự nhiên tách chiết từ lá xà cừ là 5 062 000VNĐ (không bao gồm chi phí khấu hao, năng lượng, nhân công) còn chi phí để
nhuộm bằng thuốc nhuộm tổng hợp là 7 131 000VNĐ (không bao gồm chi phí khấu hao, năng lượng, nhân công).
Tiểu kết chương 3
Sự biến đổi các hợp chất trên vải đã nhuộm có thể giải thích theo một số giả
thiết như sau:
66
- Trong quá trình cầm màu, các chất màu nằm trên vật liệu thực hiện phản
ứng tạo phức với các kim loại của các muối được sử dụng. Các kim loại khác nhau khi liên kết với phân tử chất mang màu sẽ có tác động khác nhau đến giá trị năng lượng kích hoạt hệ thống điện tử tự do của phân tử, do đó chúng làm cho các mẫu
được xử lý cầm màu bằng ion kim loại khác nhau cho sự biến đổi màu khác nhau. - Mẫu sau nhuộm được xử lý bằng H2O2 có màu nhạt hơn mẫu không xử lý với H2O2 là tác nhân oxy hoá ngoài vai trò xúc tác thúc đẩy phản ứng oxy hoá ngưng tụ chất màu, H2O2 còn đóng vai trò oxy hoá phá vỡ liên kết đôi của một số
nhóm trong hợp chất màu tự nhiên do vậy sẽ có một tỷ lệ chất màu nhất định bị phá vỡ trong quá trình xử lý.
Quá trình giặt sau nhuộm: Theo dõi bảng kết quả đo màu cho thấy mẫu sau giặt có giá trị phản xạ các tia sáng nhỏ hơn mẫu trước khi giặt, nghĩa là mẫu sau giặt có khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn tương đương với màu của mẫu sâu hơn.
Điều đó có thể giải thích như sau:
Trong quá trình giặt một số chất được tiếp xúc với môi trường kiềm yếu và xảy ra hai khả năng:
Các phân tử dime chưa ngưng tụ hết sẽ tiếp tục ngưng tụ triệt để tạo ra các phân tử mang màu lớn hơn, hệ thống nối đôi liên hợp nhờ đó được kéo dài vì vậy màu của mẫu sâu đậm hơn.
Ngoài các nhận xét về màu sắc nêu ở trên, khi quan sát trên phổ phản xạ của các mẫu sẽ dễ dàng nhận thấy có điều khác biệt so với phổ của các màu được phối từ thuốc nhuộm tổng hợp, đó là: phổ phản xạ của mẫu nhuộm không có giá trị cực tiểu cụ thể, giá trị phản xạ của chúng tăng dần theo chiều tăng của giá trị độ dài bước sóng mà thông thường phổ của các màu phải có điểm phản xạ cực tiểu, tại bước sóng mà màu phản xạ cực tiểu sẽ cho khả năng hấp thụ là cực đại và nó đặc trưng cho màu sắc của mẫu. Điều này có thể được lý giải như sau: Do thành phần hoá học của các chất trong lá là rất phức tạp vì vậy khi thực hiện quá trình oxy hoá
67
chất giữ nguyên cấu tạo không thay đổi. Chính vì thế, ở kết quả đo màu nhận thấy khả năng phản xạ của mẫu tại các tia sáng có bước sóng ngắn là nhỏ hơn khả năng phản xạ tại các tia sáng có bước sóng dài.
Để có được phương án công nghệ tối ưu cả về chất lượng, chi phí và phát triển bền vững, đề tài đã tiến hành xác định một số chỉ tiêu và có những nhận xét như sau:
+ Các chỉ tiêu bền màu với giặt và bền màu ánh sáng của mẫu nhuộm tùy thuộc vào công nghệ nhuộm
Mẫu nhuộm theo phương pháp tận trích có độ bền màu giặt và bền màu ánh sáng tương đối cao.
Mẫu nhuộm ngấm ép có chỉ tiêu độ bền màu thấp hơn so sới mẫu nhuộm tận trích.
Công nghệ nhuộm vải bằng dung dịch chất màu tách chiết từ các loại lá bước
đầu đem lại hiệu quả về mặt môi trường: không phải sử dụng các hóa chất trợ, tận dụng nguồn phế thải lá rụng hằng năm để nhuộm vải và chế biến bã thải sau khi tách chiết chất màu thành phân hữu cơ vi sinh.
68
CHƯƠNG IV. XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẢI NHUỘM
BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN
Phương pháp phân tích đánh giá
Phân tích đánh giá khả năng lên màu:
Từ kết quả đo hệ số hấp thụ của các mẫu nhuộm đề tài tiến hành phân tích
đánh giá khả năng nhuộm màu cho vật liệu cotton bằng chất màu chiết xuất từ lá xà cừ. Để đánh giá khả năng bắt màu của mẫu nhuộm đề tài tính hệ số hấp thụ K/S, vẽ đường cong hấp thụ và so sánh giá trị K/S tại bước sóng cực đại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1 Đánh giá độ bền màu
Đề tài đã tiến hành kiểm tra độ bền màu với hóa chất, độ bền màu với giặt và
độ bền màu với ánh sáng của các sản phẩm nhuộm từ chất màu tự nhiên. * Phương pháp đánh giá độ bền màu giặt[20]
Để đánh giá độ bền màu giặt của các mẫu nhuộm đề tài đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 4537-1:2002, thực hiện trên thiết bị máy nhuộm cốc Ti Color I tại phòng thí nghiệm Hóa dệt, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Nguyên lý: Mẫu vải sau khi hoàn thành công đoạn nhuộm và được giặt sạch theo quy trình cho tiếp xúc với vải thử kèm đa xơ xác định được khuấy cơ học dưới điều kiện nhiệt độ và thời gian quy định trong dung dịch xà phòng và sôđa, sau đó được giặt sạch và phơi khô. Sự thay đổi màu của mẫu và sự dây màu của mẫu vải thử kèm được đánh giá theo thang thước xám so màu.
- Tiến hành:
Bước 1: Đặt mẫu vải cần kiểm tra có kích thước 40mm x100mm (theo chiều dọc vải, cách biên vải 500mm) và một mảnh vải thử kèm đa xơ với kích thước tương tự. Áp mặt phải của vải mẫu thử vào trong mảnh vải thử kèm đa xơ, khâu bằng chỉ trắng một cạnh ngắn của 2 mảnh vải lại.
69
+ Na2CO3 khan tinh khiết: 2 g/l
+ Xà phòng tiêu chuẩn AATCC, không có chất tăng trắng quang học: 5 g/l
Bước 3: Cho mẫu thử vào cốc, cấp dung dịch giặt theo dung tỷ 1:50, tăng nhiệt đến 400C±20C, xử lý mẫu ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút.
Bước 4: Lấy mẫu ra giũ sạch 2 lần bằng nước lạnh, kế tiếp để trong vòi nước lạnh chảy trong 10 phút và vắt mẫu.
Bước 5: Mở mẫu bằng cách tháo các đường khâu, chỉ để lại ở một cạnh ngắn (nếu cần thiết) và phơi khô mẫu ở nhiệt độ phòng.
Bước 6: Đánh giá sự thay đổi màu của mẫu và sự dây màu của mẫu vải thử
kèm theo thước xám so màu.
* Phương pháp đánh giá độ bền màu ánh sáng
Để đánh giá độ bền màu ánh sáng của các mẫu nhuộm đề tài đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 105-B02:1999, các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa dệt – Hóa lý, trường Đại Học Innsbruck, Cộng hòa Áo (hình ảnh trong phụ
lục)
- Nguyên lý: Mẫu thử cùng với bộ 8 mẫu vải len chuẩn màu xanh được đặt trong hệ thống chiếu sáng nhân tạo mô phỏng ánh sáng ban ngày (đèn xenon làm lạnh bằng khí) ở điều kiện quy định. Độ bền màu được đánh giá bằng cách so sánh sự đổi màu của mẫu thử với các mẫu len chuẩn. Bộ mẫu chuẩn gồm 8 mảnh vải len
được nhuộm bằng 8 loại thuốc nhuộm axít màu xanh, đánh số từ 1 đến 8. Để kiểm soát chặt chẽ điều kiện thử nghiệm thì phải điều chỉnh độ ẩm hiệu dụng, kiểm tra cường độ bức xạ theo các bước sóng ánh sáng trong buồng đặt mẫu, có bộ điều nhiệt để giữ nhiệt độ buồng đặt mẫu ổn định trong khoảng cho phép. Như vậy có thể coi tác động của ánh sáng lên mẫu len chuẩn và mẫu thử là đồng nhất.
- Tiến hành:
Bước 1: Chuẩn bị mẫu thử có kích thước 4.5 x 1cm, dán các mẫu thử song song nhau trên 1 tấm bìa cáctông sao cho khoảng cách từ nguồn sáng đến bề mặt chúng bằng nhau.
70
Bước 2: Mẫu thử và mẫu chuẩn được đưa vào buồng giữ mẫu , được làm mát
để duy trì nhiệt độ và giữ ởđộ ẩm xác định.
Bước 3: Lấy tấm phủ thứ nhất phủ một phần năm chiều dài các mẫu ở 1 đầu biên của mẫu thử, tấm thử này được giữ cố định trong suốt quá trình thử. Lấy tấm phủ thứ 2 phủ một phần năm chiều dài các mẫu ởđầu biên còn lại của mẫu thử. Đặt các mẫu dưới ánh sáng của đèn Xenon.
Bước 4: Định kỳ nhấc tấm phủ thứ 2 lên để theo dõi sự thay đổi màu sắc của mẫu chuẩn. Khi mẫu chuẩn số 3 thay đổi màu sắc tương đương cấp 4 của thang chuẩn màu xám thì quan sát mẫu thử và quan sát sự thay đổi màu sắc của mẫu chuẩn 1, 2, 3. Đánh giá sơ bộ.
Bước 5: Tiếp tục chiếu sáng cho đến khi mẫu chuẩn 4 thay đổi màu sắc tương đương với cấp 4 của thang chuẩn màu xám thì thay tấm phủ thứ 2 bằng tấm phủ thứ 3 để che được hai phần năm chiều dài của mẫu thử và mẫu chuẩn.
Bước 6: Tiếp tục chiếu sáng cho đến khi mẫu chuẩn 6 thay đổi màu sắc tương đương với cấp 4 của thang chuẩn màu xám thì thay tấm phủ thứ 3 bằng tấm phủ thứ 4 để che được ba phần năm chiều dài của mẫu thử và mẫu chuẩn.
Bước 7: Kết thúc thí nghiệm khi xảy ra 1 trong 2 điều kiện sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mẫu chuẩn 7 thay đổi màu sắc tương đương cấp 4 của thang chuẩn màu xám Mẫu thử có độ bền cao nhất tương đương cấp 3 của thang chuẩn màu xám.
Bước 8: Đánh giá kết quả
Đặt mẫu thử và mẫu chuẩn ở chỗ tối trong điều kiện khí hậu quy định ít nhất là 24giờ, sau đó đánh giá kết quả. Độ bền màu ánh sáng của mẫu thửđược đánh giá bằng 8 cấp tương đương với sự thay đổi màu sắc của mẫu thử (cấp 1: kém bền nhất; cấp 8: bền nhất)
4.1.1. Độ bền màu với giặt
Độ bền màu với giặt được kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 4537-1-2002. Độ
71
Mức độ bền màu được đánh giá theo tiêu chuẩn 5 cấp (cấp 1 là kém nhất và cấp 5 là tốt nhất. Trong thực tế tồn tại 4 cấp trung gian 1-2; 2-3; 3-4; 4-5
Kết quả đo độ bền màu với giặt, sự dây màu của vải thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa dệt C10-212 trường Đại học Bách khoa Hà Nội trên thiết bị đã chọn
được trình bày trong bảng sau:
Bảng 4.1. Kết quả đo độ bền màu, sự dây màu với giặt vải cotton, vải tơ tằm
đũi STT Vải cotton nhuộm Cấp độ bền màu Cấp độ dây màu Vải đũi nhuộm Cấp độ bền màu Cấp độ dây màu 1 Hạt điều màu 3-4 4 Hạt điều màu 4 4 2 Lá bàng 4-5 4-5 Lá bàng 4-5 4-5 3 Lá xà cừ 4 4 Lá xà cừ 4 4 4 Lá chè 4-5 4-5 Lá chè 4-5 4-5
4.1.2. Độ bền màu với ma sát ( Color Fastness To Rubbing ISO 105 X12 – 2001) Kết quả đo độ bền màu với ma sát khô và ma sát ướt của vải thực hiện tại phòng thí nghiệm cơ lý- Trung tâm thí nghiệm- Viện Dệt-may được trình bày trong bảng sau: Bảng 4.2. Kết quả đo độ bền màu với ma sát của vải cotton, vải tơ tằm. STT Cấp độ bền màu Cấp độ bền màu Vải cotton nhuộm Ma sát khô Ma sát ướt Vải tơ tằm nhuộm Ma sát khô Ma sát ướt 1 Hạt điều màu 4-5 4 Hạt điều màu 4-5 4 2 Lá bàng 4-5 3-4 Lá bàng 4-5 4 3 Lá xà cừ 4-5 4 Lá xà cừ 4-5 4 4 Lá chè 4-5 4-5 Lá chè 4-5 4-5
72
Nhận xét: Độ bền màu với ma sát của các mẫu vải nhuộm tùy thuộc vào công nghệ nhuộm và độ đậm nhạt. Thông thường các màu đậm có độ bền ma sát thấp hơn các màu nhạt. Đề tài đã lựa chọn những mẫu vải nhuộm màu đậm nhất cho từng loại nguyên liệu và kết quả đạt như trên là khá tốt.
4.1.3. Độ bền màu với ánh sáng
Độ bền màu với ánh sáng được kiểm tra theo tiêu chuẩn ISO 105-B01-1999 trong 24 giờ. Độ bền màu được đánh giá theo sự thay đổi màu của mẫu thử so với mẫu chuẩn là thang màu xanh (blue scale). Mức độ bền màu được đánh giá từ thấp tới cao theo giá trị từ 1-8 (8 là cấp tốt nhất và 1 là cấp kếm nhất) .
Kết quả đo độ bền màu với ánh sáng của vải thực hiện tại Áo trên thiết bị đã chọn được trình bày trong bảng 4.3
Bảng 4.3. Độ bền màu ánh sáng vải cotton, vải tơ tằm đũi
Vật liệu Nguyên liệu Chỉ tiêu độ bền ánh sang
Lá Bàng 6 Hạt Điều 4 Lá Xà cừ 3 Vải Cotton Lá Chè 6 Lá Bàng 6 Hạt Điều 4 Lá Xà cừ 3 Vải Tơ tằm đũi Lá Chè 5
73
Có thể thấy rằng sản phẩm được nhuộm từ chất màu tự nhiên có độ bền màu với ánh sáng khác nhau tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu, trong đó một số loại chỉ
tiêu này còn thấp. Điều này cũng có thể khắc phục bằng các chỉ định khi sử dụng cũng như ứng dụng nhuộm màu cho các sản phẩm không tiếp xúc nhiều với ánh sang như đồ lót, sản phẩm mặc trong, sản phẩm phục vụ nội thất.
4.1.4 .Độ bền màu với hóa chất
Độ bền màu với dung môi được xác định theo TCVN 5232: 2002. Áp dụng khi kiểm tra độ bền màu với mồ hôi mang tính kiềm hoặc axit.
Độ bền màu với H2O2 được đánh giá theo TCVN 5474: 2007 (tương đương với tiêu chuẩn ISO 105 – N02: 1993)
Độ bền màu với NaClO được đánh giá theo TCVN 5473: 2006 (tương đương với tiêu chuẩn ISO 105 – N01, 1993),
Kết quả đo độ bền màu với tẩy trắng: H2O2, sự dây màu của vải thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa dệt TC-107 trường Đại học Bách khoa Hà Nội trên thiết bị đã chọn được trình bày trong bảng 4.4
Bảng 4.4. Kết quả đo độ bền màu, sự dây màu với tẩy trắng H2O2 vải cotton, tơ tằm đũi STT Vải cotton nhuộm Cấp độ bền màu Cấp độ dây màu Vải đũi nhuộm Cấp độ bền màu Cấp độ dây màu 1 Hạt điều màu 4 4 Hạt điều màu 4 5 2 Lá bàng 4 5 Lá bàng 3 4 3 Lá xà cừ 3 4 Lá xà cừ 3 5 4 Lá chè 3 4 Lá chè 3 5
74 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2. Xác định một số tính chất khác
4.2.1 Khả năng chống nhàu
Khả năng chống nhàu của vải được xác định theo TCVN 5444-1991, đặc trưng bằng góc hồi nhàu của mẫu thử. Mẫu thử có góc hồi nhàu càng cao, độ chống nhàu càng cao.
Kết quả đo khối lượng trên đơn vị diện tích của vải thực hiện tại phòng thí nghiệm Vật liệu dệt C5-215 trường Đại học Bách khoa Hà Nội trên thiết bịđã chọn
75
Bảng 4.5. Kết quảđo khối lượng trên đơn vị diện tích vải cotton (Yên Mỹ)
Kết quảđo lần STT Vải Cotton nhuộm 1 (gam) 2 (gam) 3 (gam) 4 (gam) 5 (gam) Trung bình Tăng (%) 1 Trắng 2.0498 2.0489 2.0462 2.0603 2.0723 2.0555 0 2 Lá Bàng 2.1660 2.1665 2.1683 2.1668 2.1673 2.1700 6 3 Hạt Điều 2.1450 2.1459 2.1463 2.1472 2.1448 2.1458 4 4 Lá Xà cừ 2.1985 2.1990 2.1980 2.1980 2.1975 2.1982 7 5 Lá Chè 2.2590 2.2565 2.2558 2.2579 2.2585 2.2575 10
Qua các kết quả thu được cho thấy, khả năng tăng khối lượng của vải nhuộm bằng chất màu tự nhiên sau khi nhuộm tăng so với vải trắng (Vải trống); điều này chứng tỏ sau quá trình nhuộm bằng chất màu tự nhiên ngoài thành phần chất màu