Đề tài Tìm hiểu quá trình nhuộm vải

LỜI NÓI ĐẦU Nhuộm vải là nghề truyền thống.Có từ thời ông cha ta, để duy trì và phát triển nghành này người ta đã tìm kiếm những phẩm nhuộm mới để đáp ứng nhu cầu của con người. Với thời đại hiện nay con người không những “ăn no mặc ấm” mà phải đẹp và hợp thời trang. Nhưng trong những năm gần đây đứng trước cơ chế thị trường nền công nghiệp dệt may của nước ta đã không đủ sức cạnh tranh với hàng ngoại nhập có chất lượng cao hơn mà giá thành lại rẻ hơn, màu sắc đẹp hơn. Các nhà máy dệt trong nước đang đứng trước những khó khăn, sản phẩm làm ra không bán được. Đứng trước tình hình này , ngành công nghiệp dệt may đã được đảng và nhà nước đầu tư vốn mua máy móc trang thiết bị của Hàn Quốc Trung quốc .... Để ngành Dệt May có tiếng như ngày nay phải kể đến ngành có công rất lớn đó là ngành hoá dệt cụ thể là công nghệ sợi nhuộm nó đóng vai trò không thể thiếu trong ngày Dệt May phục vụ cho sinh hoạt trang trí ăn mặc của con người . Hiện nay mặt hàng nhuộm với những sản phẩm nhuộm tối ưu của ngành đã dần dần đáp ứng những đồi hỏi về chất lượng màu sắc của vải sợi đủ khả năng cung cấp sản phẩm ra thị trường . Khoa học kĩ thuật phát triển làm cho ngành hoá chất thuốc nhuộm cũng phát triển theo, đến nay có rất nhiều hãng sản xuất thuốc nhuộm với nhiều chủng loại thuốc khác nhau trên thị trường rất phong phú và đa dạng có đủ khả năng phục vụ cho ngành nhuộm tạo ra sản phẩm bền đẹp phong phú về chủng loại . Để góp phần vào nhiệm vụ chung đó với đề tài : “TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH NHUỘM VẢI” MỤC LỤC I.Tổng quan về thuốc nhuộm: 1.Khái niệm:Thuốc nhuộm là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Thuốc nhuộm có đủ gam màu, màu tươi và thuần sắc, công nghệ nhuộm đa dạng và không quá phức tạp. Chúng được sử dụng để nhuộm và in hoa cho các vật liệu xenlulo, tơ tằm, len, vật liệu từ xơ polyamit. 2.Phân loại : - Tự nhiên - Nhân tạo a. Thuốc nhuộm nhân tạo: - Thuốc nhuộm hoạt tính: Công thức tổng quát: S – R – T – XThí dụ : procion đỏ M 2BS có công thức sau: S – nhóm tạo cho phân tử có độ hòa tan cần thiết trong nước, thường gặp hơn cả là các nhóm: - SO3Na, - COONa, - SO2CH3. R – nó quyết định về màu sắc, về độ bền màu với ánh sáng và cũng có tác động đến các chỉ tiêu về độ bền màu khác, nên việc chọn gốc R phải thỏa mãn được các yêu cầu kể trên. Những gốc màu được chọn vào mục đích này là: mono và điazo, phức chất của thuốc nhuộm azo với ion kim loại, gốc thuốc nhuộm acid antraquinon, hoàn nguyên đa vòng, dẫn xuất của Ftaloxianin… T – X – nhóm hoạt tính có cấu tạo khác nhau , được đưa vào các hệ thống mang màu khác nhau X – nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó sẽ tách khỏi phân tử thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm thực hiện phản ứng hóa học với xơ. X không ảnh hưởng gì đến màu sắc nhưng đôi khi cũng có ảnh huởng đến độ hoà tan của thuốc nhuộm. Những nguyên tử này thường là; - Cl, - SO2, - OSO3H, - NR3, - CH=CH2… T – nhóm mang nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, nó làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền liên kết này, trước hết là độ bền màu của thuốc nhuộm với gia công ướt. Không những trhế, hầu hết các trường hợp, sự tương tác của thuốc nhuộm hoạt tính với xơ là phản ứng nucleophin, nhóm T sẽ đóng vai trò quyết định tốc độ phản ứng nên việc lựa chọn nhón T cho phù hợp rất quan trọng. Khi chuyển từ vòng triazin cân đối sang các vòng pirimiđin và quinoxalin bất đối để làm gốc T thì khả năng phản ứng của thuốc nhuộm sẽ giảm đi. Dựa vào cơ sở lý thuyết này người ta đã chọn các gốc T khác nhau để tổng hợp nên những thuốc nhuộm có hoạt độ mong muốn. Ngoài các yếu tố kể trên thì “nhóm cầu nối” giữa phần S – R và T – X của thuốc nhuộm cũng có ý nghĩa quan trọng . Người ta thường dùng các nhóm : - NH, - NH – CH2, - SO2 – N – làm cầu nối. Tuy không có tính quyết định nhưng cầu nối cũng có tác động đến màu sắc của thuốc nhuộm, nó cũng ảnh hưởng đến hoạt độ và độ bền của mối liên kết giữa thuốc nhuộm và xơ. b. Thuốc nhuộm tự nhiên: - Thuốc nhuộm màu chàm + Nguồn gốc: Phần lớn thuốc nhuộm màu chàm tự nhiên thu được từ các loài trong chi Chàm (Indigofera), Một số loài thực vật, như tùng lam (Isatis tinctoria), đã từng là nguồn cung cấp thuốc nhuộm có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới. Trong các khu vực có khí hậu ôn đới thuốc màu chàm từ các loài trong chi Indigofera thì sản lượng thuốc nhuộm là cao hơn. Loài chàm có giá trị thương mại cũng có thể thu được từ tùng lam (Isatis tinctoria) và nghể chàm (Polygonum tinctorum), mặc dù chủ yếu tại châu Á là cây chàm (Indigofera tinctoria). Tại Trung Mỹ và Nam Mỹ thì hai loài Indigofera suffruticosa (chàm anil) và Indigofera arrecta (chàm Natal) là quan trọng nhất. + Thuộc tính hóa học: phân tử indigo (bột chàm) Bột chàm là chất bột kết tinh màu lam sẫm, nóng chảy ở 390°-392°C. Nó không hòa tan trong nước, rượu, ête nhưng hòa tan trong cloroform, nitrobenzen, axít sulfuric đặc. Cấu trúc hóa học của bột chàm tương ứng với công thức C16H10N2O2. + Tổng hợp hóa học: Bột chàm có thể sản xuất theo phương pháp tổng hợp bằng nhiều cách. Phương pháp nguyên bản, lần đầu tiên được Heumann sử dụng năm 1897 để tổng hợp bột chàm là nung nóng axít N-(2-cacboxyphenyl)glyxin tới 200°C trong khí trơ với NaOH. Nó sinh ra axít indoxyl-2-cacboxylic, một chất dễ dàng bị khử cacboxylat và ôxi hóa trong không khí thành bột chàm. II. TỔNG QUAN VỀ VẢI 1.Nguồn gốc: - Vải tự nhiên - Vải nhân tạo 2. Vải nhân tạo: Được dệt từ những sợi nhân tạo. Những sợi này được tổng hợp từ những sơ acetate và triacetate hoặt sơ visco…. a. Đặt điểm:- Xơ acetate và Triacetate giống như xơ visco, xơ acetate và triacetate được gọi là xơ tái sinh. Cả xơ actate và triacetate đều là vật liệu nhiệt dẻo, chúng có ưu điểm là có vẻ ngoài và cảm giác sờ tay mềm mại gần như tờ tằm và cường lực tốt hơn ở trạng thái ướt- Khác với xơ visco, nguyên liệu để tạo xơ actate và triacetate không phải là cellulose của gỗ mà dùng xơ bông xấu không đạt chất lượng.- Quá trình kéo sợi: Dùng acetyl cellulose đã đông tụ Cellulose (acetyl hóa) ----> Acetyl cellulose (Bốc hơi dung môi hữu cơ) ----> Acetyl cellulose đông tụ ----> Cellulose Triacetate (nhóm acetyl chiếm 62,5%) ----> Triacetate (thủy phân) (Giảm hàm lượng acetyl 53-55%) ----> Acetate - Sợi visco là loại sợi nhân tạo quen thuộc, được sản xuất và sử dụng nhiều nhất. Nguyên liệu để sản xuất sợi visco chủ yếu lấy từ cellulose của các loại gỗ như: bồ đề, bạch đàn, phi lao,... b. Đặc tính: - Tính chất vật lý: visco Acetate Triacetate Tỷ trọng 1,52 1,32 1,30 Hàm ẩm 13% 6% 3% Nhiệt độ nóng chảy 1250C 2600C 3000C - Tính chất cơ lý: sơ Độ bền đứt (g/tex): Độ giãn đứt (%): Đk thường Đk ướt Đk thường Đk ướt acetate 1,1-1.4 O,7-0,8 23-40 30-40 Triacetate 1,1-1,3 0,6-0,8 25-30 30-40 visco 18-30 10-20 18-35 20-40 - Tính hóa học: Acetate và triacetate: + Tác dụng của acid: cả hai đều ổn định khi tiếp xúc với acis yếu và bị phá hủy với acid mạnh+ Tác dụng với bazơ: dưới tác dụng của bazơ, acetate và triacetate bị xà phòng hóa làm mất tính chất của xơ+ Tác dụng của dung môi hữu cơ:   Acetate tan trong dung môi có cực   Triacetate tan trong dung môi không cực Visco:    Tác dụng của nước: độ bền của xơ visco bị giảm nhiều 40 - 50% khi ở trạng thái ướt.   Tác dụng của bazơ: visco kém bền dưới tác dụng của bazơ hơn xơ bông, vì vậy điều kiện tẩy xơ visco thường sử dụng lượng bazơ ít hơn so với vải bông.   Tác dụng của acid: xơ visco kém bền dưới tác dụng của acid hơn xơ bông.   Các sản phẩm làm tan visco: dung dịch đồng amoniac, natrizincat, acid sunfuric đặc. Quy trình tổng hợp triacetate Acetat cellulose Acetycellulose đông tụ Triacetat Cellulose triacctat (nhóm acetyl 62,5%) Acetylcellulose Quá trình kéo sợi visco: 3. Vải tự nhiên: Là loại vải được dệt từ những sợi tự nhiên như sợi tơ tằm, sợi bông……. Những công đoạn trong quy trình sản xuất sợi: a. Đặt điểm: - Sợi tơ tằm (tơ đơn) là sợi tạo nên kén tằm, nó gồm 2 sợi nhỏ tiết ra từ cặp tuyến tơ của tằm chín và dán chặt vào nhau, được bao phủ bởi 1 lớp keo (sericin - có thể biến động từ 28-30% tuỳ theo giống tằm, nó làm cho sợi to thô ráp và cứng, khi kéo tơ bị người ta tẩy sạch). Đặc điểm chủ yếu của tơ: chiều dài tơ đơn và độ mảnh tơ. Sợi tơ có thể hút ẩm, bị ảnh hưởng bởi nước nóng, axit, bazơ, muối kim loại, chất nhuộm màu. b. Đặt tính: Ở điều kiện thường độ bền của sợi rất cao, nhưng ở điều kiện ướt giảm còn 20%. Độ giãn đứt rất thấp. III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI 1. Tiền sử lý 1.1. Mục đích của tiền sử lý: Các loại sản phẩm dệt mộc (vải dệt kim dệt thoi dệt chỉ…) còn chứa nhiều tạp chất, hồ, dầu mỡ… Vì vậy tất cả các sản phẩm dệt mộc đều khô cứng khó thấm các dung dịch hóa chất khác cho nên rất khó nhuộm màu, mặc khác lại chưa có độ trắng cần thiết cho nên người ta cần xử lý vải trước kh nhuộm. Mục đích củ công nghệ tiền xử lý là làm sạch các tạp chất để tăng khả năng nhuộm màu, đảm bảo sản phẩm nhuộm đều màu sâu màu và màu được tươi.  1.2. Giới thiệu công nghệ chung:  Vải sau khi dệt được chuyển qua bộ phận mộc để nối các đầu cây lại với nhau, phân theo cùng loại cùng khổ. Sau đó vải được đưa vào mấy Boiloff, đó là máy dùng để giũ hồ-sở dĩ ta phải giũ hồ vì trong vải mộc có chứa nhiều tạp chất hồ như hồ tinh bột, chất làm mềm, chất bôi trơn… Ưu điểm của phương pháp dùng máy boiloff là khả năng tẩy hồ khá nhanh, vải từ đầu máy đến khi ra khỏi máy chỉ mất 10-12 phút do đó tiết kiệm được thời gian. Hóa chất dùng trong việc tẩy hồ la NaOH và LFN 40%. Vải sau khi qua máy boiloff vẫn chư có độ sạch cần thiết nên được đem đi giặt (relax), ta phải thực hiện công đoạn này vì vải sau khi qua boiloff vẩn chưa loại bỏ hoàn toàn các chất hồ nên ta phải relax để lạo bổ chúng một lần nửa, đồng thời tạo cho vải vẻ ngoài trắng sạch hơn, đưa vải trở về trạng thái ban đầu hóa chất sử dụng cho công đoạn này NaOH (thành phần không thể thiếu trong việc tẩy hồ đối với sợi tổng hợp LFN, CF97, politextain …) vải sau khi relax xong được đưa vào máy căng định hình máy này chó nhiệm vụ định hình cho sản phẩm làm cho sản phẩm trở nên ổn định về hình dạng, khổ, kích thước có thể nói, sau khi qua công đoạn này vải có hình dáng nhất định vì máy chạy ở nhiệt độ rất cao khiến cho sơ bị “chết” không còn khả năng biến dạng khi qua công đoạn sau.  Vải sau khi qua máy căng định hình rất cứng và dày nên người ta phải đưa chúng vào giảm trọng, việc giảm trọng được thực hiện trong máy jet , công đoạn này giúp vải mỏng hơn nhẹ hơn và dể bắt màu. Vải tiếp tục được đưa vào giai đoạn sau để nhuộm, sau khi giảm trọng vải chưa có màu và độ trắng theo yêu cầu nên nó được đưa đi nhuộm màu, màu sắc khá phong phú tùy theo từng loại thuốc nhuộm. Đặc biệt nếu vải cung cấp cho học sinh thì vải được nhuộm luôn trong quá trình giảm trọng nhuộm ở đây chúng ta sử dụng chất tăng trắng quang học để tạo cho vải có một độ trắng cần thiết với những ánh màu theo ý muốn. 2. Một số máy tiêu biểu 2.1. Mộc 2.1.1. Mục đích Nối các đầu cây vải lại với nhau để đạt được chiều dài mong muốn phân theo cùng loại cùng khổ. 2.1.2. Giới thiệu máy mộc Đây là một loại máy đơn giản chỉ có nhiệm vụ xả vải ra từng cây vải mộc (vì sau khi dệt người ta phải cuộn vải thành từng cây để dể vận chuyển), một yếu tố ảnh hưởng duy nhất ở khâu này chính là chiều dài vải, tùy theo yêu cầu mà vải sẽ được may các đầu cây lại với nhau để đạt được chiều dài mong muốn. 2.1.3. Yêu cầu kỷ thuật - Chất vải theo đúng yêu cầu về số lượng  - Chú ý mặt hàng vài đối với những loại vải dệt vân chéo có kiểu.  - Đường may đầu cây phải thẳng, phẳng mủi may cách biên 0.6 cm, không được nhảy mũi liên tục 3-5 mũi, chiều dài chỉ thừa ở đầu cây không quá 3cm- đây là yêu cầu quan trọng để tránh vải bị xếp ly, đứt đầu cây hoặc võng sợi chéo sợi.  2.2. Boil off 2.2.1. Mục đích  Loại bổ các tạp chất và hóa chất hồ trên vải vì sau khi dệt lớp hồ này làm cho vải cứng khó thấm nước và các dung dịch hóa chất khác 2.2.2. Thông số kỷ thuậtNaOH 99% LFN 40%Nhiệt độ bồn ngấm 600C pH=11.2 ÷12 Vận tốc 30m/phút Khi nhìn vào các thông số trên ta thấy rằng nhiệt độ bồn ngấm và bồn tẩy khác nhau khá xa trong khi hóa chất xử dụng cả hai bồn đều như nhau, nguyên nhân là do: khi ta vải vào, giả sử máy chỉ có bồn tẩy ở nhiệt độ cao như vậy mà sơ chúng ta sử dụng là sơ tổng hợp sơ sẽ bị co rút đột ngột làm vải bị biến dạng gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, chính vì vậy nhà sản xuất đã thiết kế thêm 1 bồn ngấm để tạo cho vải thích nghi với nhiệt độ cao một cách từ từ. 2.3. Relax 2.3.1 Mục đích Làm sạch hồ trên vải mà công đoạn boiloff chưa thực hiện triệt để, làm cho vải trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của sút sẽ làm tăng các bó sợi pilamen làm cải mềm mỏng, mực độ sợi dọc sợi ngang nhiều hơn 2.3.2 Các thông số kỷ thuật   Hóa chất: -   NaOH: có tác dịng làm ăn mòn vải  -   LFN chất chống dạt  -   Politextain chất tẩy dầu  -   CS-97 chất chống gãy mặt Vận tốc máy phụ thuộc vào quy trình Nhiệt độ phụ thuộc vào quy trình của từng loại vải, có loại relax ở nhiệt độ 1200C có loại 1300C     Quy trình relax máy jet: -   Cho CF-97 vào bồn pho loãng rồi cho vào máy (nếu có) -   Cho vải cần giặt vào máy -   Cho NaOH, LFN, polytextain vào (nếu có) -   Lấy 2600 l nước và chỉnh các thông số theo quy trình. 2.4. Định hình 2.4.1. Mục đích Trong quá trình kéo sợi mạch ở trạng thái giãn chưa kịp co về trạng thái cân bằng cho nên mục đích của việc định hình là làm cho chúng trở về dạng ổn định nhưng có định hướng, tránh cho vải co tùy tiện.Các loại vải tổng hợp và một vài loại vải nhân tạo trong quá trình chuẩn bị cần được ổn định kích thước của vải và sản phẩm khi sử dụng sau này. Tác nhân dùng để ổn định nhiệt vải có thể là nước sôi, hơi nước bảo hòa hơi nước quá nhiệt, không khí nóng hay nhiệt bức xạ hồng ngoại. Nhờ quá trình ổn định nhiệt này mà có thể ngăn ngừa các nếp gấp, vệt sọc tạo thành trong quá trình gia công tiếp theo; làm tăng khả năng chống nhàu, tăng khả năng nhuộm màu cho vải, làm cho vải đẹp hơn, chống gãy mặt đồng thời ổn định vải. Trong quá trình sản xuất xơ tổng hợp, khi hình thành xơ người ta phải kéo dãn trước khi đánh ống để tăng độ mạnh của xơ. Lực kéo dãn không đồng đều ở tất cả các đại phân tử của xơ và khi xơ chuyển sang trạng thái rắn thì vẫn còn một số phân tử trở về trạng thái ổn định, chưa triệt tiêu nội năng còn đang bị kéo dãn. Những phân tử này liên kết với các phân tử khác bằng liên kết Vandervan và Hydro. Khi giặt giũ hay khi nhuộm ở nhiệt độ cao sẽ làm cho liên kết yếu đi đồng thời làm cho các phân tử này chưa triệt để nội năng trở về trạng thái ổn định một cách tự do. Chính vì vậy tạo các nếo nhăn trên mặt vải rất khó sửa. Do vậy quá trình ổn định nhiệt là quá trình tạo điều kiện cho xơ trở về trạng thái triệt tiêu nội năng, ổn định kích thước khổ vải, đảm bảo cho mặt vải luôn phẳng. Quá trình nhiệt định hình chia làm hai giai đoạn: -   Vải được gia nhiệt đến nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại xơ đảm bảo ở nhiệt độ đó các mối liên kết giữa các mạch phân tử chưa triệt tiêu nội năng có thể co lại trạng thái ổn định của nó. -   Vải được làm nguội nhanh chóng để khôi phục các mối liên kết phân tử ở trạng thái mới  không còn nội năng. Giới hạn trên là nhiệt đọ chuyển sang trạng thái mền của mỗi loại xơ, còn giới hạn dưới là nhiệt đọ tối thiểu đẻ phá vỡ từng phần các liên kết của phân tử xơ. 2.4.2 Các thông số kĩ thuật Nhiệt độ: 1900C 2300C   Vận tốc: 10- 40 m/ph   Khổ: tùy theo yêu cầu công nghệ từng mặt hàng(m)   Mật độ: tùy theo yêu cầu công nghệ( sợi/inch)   Thiết bị: thiết bị dùng để gia công nhiệt định hình vải dạng ống. Ưu điểm của loại máy này là trong quá trình sấy và ổn định nhiệt thì kích thước vải được kiểm tra theo cả sợi dọc lẫn sợi ngang bảo đảm cho khổ vải đồng đều theo toàn bộ chiều dài của cả lô vải, quá trình được thực hiện liên tục năng suất cao.   Những bộ phận cấu thành của máy: -   Hệ thống điều khiển -   Thân máy -   Hệ thống trộn không khí lỏng -   Hệ thống làm nguội vải -   Hệ thống khí thải -   Bộ phận ra vào vải -   Hệ thống gia nhiệt -   Các phần phụ khác   Nét đặc trưng của máy: -   Hệ thống gia nhiệt: lò dầu -   Nhiệt độ sử dụng tối đa 2200C, thông thường 2100C -   Vận tốc máy: 10-100m/ph (tùy theo từng loại vải) -   Khổ làm việc: 600- 2000mm (tùy theo từng loại vải) 2.5 Giảm trọng 2.5.1 Mục đích Do ở nhà máy chủ yếu nhuộm loại vải được dệt từ loại sợi tổng hợp (polyester, polyacrylonitrin…) nên chỉ tìm hiểu quá trình làm sạch hóa học- giảm trọng của vải tổng hợp. Giảm trọng là cần thiết để nâng cao chất lượng sợi polester, giảm trọng làm nhẹ hàng vải và mặt vải trong có vẻ như mền mại láng bóng. Ngoài ra, vải sẽ có độ mao dẫn cao hơn, xốp hơn, dễ hấp thuốc nhuộm. 2.5.2 Các thông số kỹ thuật  Chiều dài vải: đối với máy JET một họng thì chiều dài vải đưa vào máy khoảng 300m là tốt nhất, máy hai họng thì khoảng 600m Máy Jet Quy trình: tùy thuộc vào từng loại mặt hàng mà ta có những quy trình giảm trọng khác nhau. Có một số qui trình giảm trọng ứng với các loại như sau: Sợi Quy trình Nhiệt độ CD 100% 59 60 CD + PE 40 100 PE 6 130 Visco 46 120 Điều kiện chén: Máy JET sử dụng hai loại chén: -   Chén lỗ  -   Chén tầng: •   Chén một khe •   Chén hai khe Áp suất: phụ thuộc vào qui trình giảm trọng  Thời gian một vòng < 120s  Hóa chất: NaOH Sau khi giảm trọng người ta phải tiến hành trung hòa xút nếu không sẽ xảy ra hiện tượng đốm trắng trên mặt vải khi nhuộm. Hóa chất trung hòa xút là acid acetic, nó phản ứng với xút và sẽ tạo muối nên hoàn toàn có thể giặt sạch ra khỏi vải. 3. NHUỘM Đây là công đoạn quan trọng nhất, nó quyết định màu sắc của sản phẩm và đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng. Trong công ty hiện nay đang sử dụng là các loại sợi tổng hợp (PE, PAN), đó là những nhóm xơ có chứa các gốc kỵ nước, do đó trong nước chúng thong liên kết được với các phần tử nước làm cho xơ sợi thong trương nở nên rất khó nhuộm, do đó thường phải nhuộm ở áp suất cao, nhiệt độ cao hoặc dung chất tải. Quá trình nhuộm được chia làm 4 giai đoạn: -   Các hat thuốc nhuộm khuếch tán từ dung dịch đến bề mặt ngoài xơ sợi. -   Các hạt thuốc nhuộm được hấp thụ lên bề mặt ngoài xơ. -   Các hạt thuốc nhuộm, khuếch tán từ mặt ngoài vào sâu trong lõi xơ sợi theo các mao quản. -   Thực hiện liên kết bám dính vào xơ. Trong 4 giai đoạn trên, giai đoạn thứ 3 là giai đoạn diễn ra châm nhất nó quyết định tốc độ nhuộm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán: -   Kích thước phân tử : kích thước càng nhỏ tốc độ khuếch tán vào xơ càng nhanh. -   Kích thước mao quản của xơ: những xơ có độ xốp cao, trương nỡ tốt trong nước thì dễ nhuộm (vd: visco) -   Mức độ khuấy và tuần hoàn thuốc nhuộm khi nhuộm: khuấy đảo càng tốt thuốc nhuộm càng dể khuếch tán vào xơ và làm đều màu. -   Khi nhiệt độ tăng năng lượng hoạt hóa khuếch tán tăng → tốc độ khuếch tán tăng. 3.1. Phương pháp công nghệ ở nhà máy Quá trình nhuộm được thực hiện trong máy JET, nhuộm theo phương pháp nhuộm gián đoạn. đây là một loại máy nhuộm cao áp dung để nhuộm các mặt hàng vải len, sợi tổng hợp , vải pha , vải dệt thoi và dệt kim, ở dạng dây xoắn tự do và nhuộm ở nhiệt độ cao (T0≤1300C), áp suất 2-2,5kg/cm2. Mục đích chính của máy nhuộm cao áp là để nhuộm các mặt hàng vải sợi tổng hợp với tất cả các gam màu.  Đây là thiết bị nhuộm kín, hoạt động theo nguyên lý “ vải và dung dịch cùng chuyển động”. vì là máy nhuộm cao áp nên thường được dùng để nhuộm với phẩm phân tán ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Tuy nhiên cũng có thể nhuộm với các loại phẩm nhuộm khác nhau như thuốc nhuộm hoạt tính, trực tiếp, acid, CD… hiện nay nhà máy chủ yếu là nhuộm vải dệt từ sợi PE là chính. 3.2. Đặc điểm của máy nhuộm JET Vải trong quá trình nhuộm được ngâm vào trong dung dịch nhuộm trong một khoảng thời gian nhất định, theo quy trình công nghệ nhất định. Kết thúc quy trình sản phẩm nhuộm được xử lý cuối cùng trong máy. 3.3. Ưu điểm khi sử dụng máy JET Nhuộm được nhiệt độ cao, áp suất cao→thích hợp để nhuộm vải tổng hợp. Vật liệu dệt và thuốc nhuộm cùng di chuyển, điều này tạo điều kiện cho thuốc nhuộm dễ dàng khuếch tán vaò xơ hen, rút ngắn thời gian nhuộm. 3.4. Các thông số kỹ thuật khi chạy máy    Chiều dài vải    Điều kiện chén: -   chén lỗ -   chén tầng -   chén một khe -   chén hai khe   Áp suất máy: phụ thuộc vào từng quy trình   Thời gian một vòng < 120s   Nước: 2200L 3.5. Bốn loại thuốc nhuộm dùng ở nhà máy Thuốc nhuộm Loại sợi T0 nhuộm (0C) pH nhuộm Hoạt tính Coton 60 10.5-11 Phân tán PES 130-135 4.5-5.5 Cation CD ≤135 4-4.5 Acid Nilon 70-80 4-5  3.6. Một số chất trợ sử dụng trong quá trình nhuộm -   Dyapol XLF: chất đều màu -   CF-97: chất chống gãy mặt -   NaOH, Na2CO3: chất tạo môi trường -   Na2SO4: chất điện ly làm tăng sự ăn màu -   LFN: chất chống dạt -   RH/C: chất khử màu -   FIX300: chất cầm màu hoạt tính -   Vitex SFT: chất đều màu acid -   Vitex BT: chất chống tủa Sau khi nhuộm, đối với màu đậm người ta phải tiến hành giặt khử, mục đích của công đoạn này nhằm loại bỏ các màu thừa và hạt thuốc nhuộm không tan bám trên mặt vải. Riêng đối với phẩm hoạt tính và acid sau nhuộm phải tiến hành cầm màu.•   Lưu ý: + Đối với màu acid khi điều chỉnh pH tuyệt đối thong dung NaOH mà phải dùng soda. + Sau khi nhuộm acid không được xử lý với bất kỳ hóa chất nào ở nhiệt độ>400C, nếu không sẽ gây ảnh hưởng đến màu. 3.7. Sử dụng chất trợ trong quá trình nhuộm Chất trợ nhuộm thong thể thiếu trong thành phần nhuộm, chúng giúp quá trình nhuộm được thực hiện hoàn hảo hơn, đảm bảo màu đều hen, sâu hen và tránh được những lỗi thường gặp. Chất trợ rất đa dạng nhưng hầu hết là chất hoạt động bề mặt, khi sử dụng phải nắm vững tính năng mỗi chất, những chức năng chính thường là: -   Tăng nhanh độ thấm ướt: đây là loại chất HDBM làm tăng sức căng bề mặt của nước , dung môi. -   Tác nhân làm đều màu:  đây là loại chất HDBM có tác dụng điều chỉnh ái lực của thuốc nhuộm với vật liệu. -   Tác dụng ổn định hệ thống và phân tán: đây là loại CHDBM điều chỉnh kích thước các hạt thuốc nhuộm, thong cho chúng kết hợp lại với nhau tạo thành những hạt lớn khuếch tán vào vật liệu. Ngoài ra chúng còn có những tính chất như nâng cao độ bền màu, chống chạy màu… 4. Công nghệ hoàn tất Sau quá trình tiền xử lý, in nhuộm vải phải trải qua nhiều khâu xử lý cơ học , chịu nhiều tác nhân của hóa chất và chịu xử lý của các  điều kiện nhiệt ẩm nên vải thường bị dãn dài, co ngang, mặt vải thong nhẵn phẳng nên chúng chưa đáp ứng được yêu cầu sản phẩm. Do đó trước khi xuất xưởng vải phải được qua khâu hoàn tất. theo bản chất công nghệ người ta chia: tất bằng biện pháp cơ học: dùng tác dụng của thiết bị, cơ cấu của thiết bị… xử lý bề mặt cơ học như: cào bong, mài, ủi , cán bong, xử lý phòng co.. những cách xử lý này không làm thay đổi bản chất của vật liệu mà chỉ thay đổi hình dạng bên ngoài và kích thước.    Xử lý hoàn tất bằng biện pháp hóa học: xử lý này nhằm thay đổi tính chất của vật liệu, tao cho sản phẩm có tính chất mới như: chống màu, tăng độ hút ẩm để chống tĩnh điện và thoáng khí… Quy trình công nghệ:Sấy→hoàn tất→comfit→in biên 4.1. Giới thiệu Vải sau khi nhuộm còn rất nhiều nước nên không thể vào hoàn tất ngay được, vì vậy cần phải sấy trước khi đưa vào máy căng hoàn tất, nhiệt độ sấy từ 110-1300C (đối với màu đậm ta sấy ở nhiệt độ 1100C nhằm chống chạy màu và loang màu) tuy nhiên tốc độ sấy tùy thuộc vào từng mặt hàng, đối với mặt hàng càng dày tốc độ sấy càng chậm. sau khi sấy vải tiếp tục được đưa vào máy căng hoàn tất, máy căng này chạy ở nhiệt độ thấp hen máy căng định hình 130-1700C, đầu máy có một máng hồ chứa dung dịch hồ vải để tạo cho vải có được những tính chất theo yêu cầu. vải sau khi hoàn tất đã đạt được những yêu cầu cần thiết, tuy nhiên để tăng thêm tính thẫm mỹ chúng được đem đi xử lý cơ học lần cuối trước khi thành phẩm, biện pháp xử lý này bằng máy COMFIT, nguyên tắt của máy này là dung nhiệt độ để ủi thẳng vải và làm cho vải mềm mịn hơn. Sau COMFIT vải được đem in biên và cuộn thành phẩm. 4.2. Các công đoạn trong xử lý hoàn tất 4.2.1. Sấy Mục đích làm khô vải trước khi hoàn tất Giới thiệu máy sấy: đây là máy sấy vải TY của Đài loan sản xuất, nó khá nhỏ gọn so với các máy trong nhà máy. Nó có hai yếu tố ảnh hưởng đó là tốc độ chạy máy và nhiệt độ sấy, tuy nhiên trong thực tế nhiệt độ sấy là 1300C, rất ít khi chạy ở nhiệt độ ở 1100C. 4.2.2. Căng hoàn tất 4.2.2.1 Mục đíchDo quá trình gia công như nấu tẩy, nhuộm, giặt nhiều lần vải thường bị dãn theo chiều dài, co ngang theo chiều dọc, sợi ngang sợi dọc không thẳng góc nhau, mặt vải nhăn dúm, mật độ vải không đạt yêu cầu nên giai đoạn hồ hoàn tất tạo cho vải có dáng đẹp bên ngoài, văng khổ chắn sợi ngang sợi dọc, làm cho vải mầm hay cứng (tùy theo yêu cầu khách hàng hay loại vải). 4.2.2.2 Giới thiệu máy căng hoàn tất Đây là máy căng TY do Đài Loan sản xuất, nó cũng giống như máy căng định hình L.K của nhà máy, tuy nhiên nó không dùng cho mục đích mà là để ổn định tính chất của sản phẩm, bằng cách sử dụng nhiệt, nhiệt độ khoảng 130-1700C, phía trước máy có một máng hồ chứa các dung dịch hóa chất để hồ vải, nay là điểm khác biệt nhỏ so với máy căng định hình (máy căng định hình thong sử dụng máng hồ). 4.2.2.2 Các thông số kỹ thuật-   Nhiệt độ: 130-1700C-   Vận tốc: 30-35m/p-   Khổ: tùy theo yêu cầu sản phẩm-   Mật độ: tùy từng mặt hàng 4.2.2.3 Các loại hóa chất hồ và mục đích của chúng   Hồ mềm Các mặt hàng sau khi giũ hồ, giặt nhuộm… nên các chất bôi trơn, sáp thiên nhiên bị làm sạch làm cho vải trở nên khô cứng, khó chuyển động, khó phục hồi biến dạng do đó hay để lại nếp nhăn. Do đó các chất hồ mềm có mục đích khôi phục lại độ mềm cho sản phẩm, tăng cảm giác mịn tay, tăng khả năng phục hồi biến dạng và làm cho vải ít bị nhàu hơn. Hồ mềm là chất HĐBM chủ yếu là dẫn xuất của silicon Hồ tăng độ đầy đặn và hồ cứng: một số mặt hàng vải quá mỏng, thưa do đó cần thiết phủ lên một lớp hồ để vải đầy đặn hơn, dày hơn. Hồ chống nhàu, chống co. Bản chất của màu là thiếu cấu trúc mắc lưới, thiếu các cầu nối ngang. Mặt khác là do trong phân tử có nhiều nhóm có cực (OH-, COOH-) dưới tác dụng của ngoại lực vật liệu bị biến dạng và những nhóm có cực này tương tác với nhau ở vị trí mới ngăn cản mạch phân tử phục hồi biến dạng. mục đích của hồ chống màu là đưa lên vải một màng polymer, một phần tham gia tạo phản ứng liên kết giữa các mạch phân tử làm cho vật liệu có khả năng phục hồi biến dạng. mặt khác một phần nhựa nằm trong khoang trống của xơ sợi làm cho vải đầy đặn hơn, ít co hơn. Xử lý chống tĩnh điện tăng hàm ẩm Vải tổng hợp để sinh tĩnh điện do phân tử của chúng không chứa nhóm ưa nước, mặt khác hàm ẩm thấp nên nên không thoáng khí. Để xử lý giảm tĩnh điện và tăng hàm ẩm người ta có các phương pháp sau:   Phương pháp hóa học Người ta phun vào vật liệu các HĐBM, các chất này tạo màng mỏng trên vải, hướng phần kỵ nước vào vải và phần ưa nước ra ngoài. Biến tính mặt ngoài của vải. Làm tăng các nhóm có cực cho vải. 4.3. Comfit 4.3.1. Mục đích: Sau quá trình gia công hóa học như: nấu, tẩy, làm bóng, nhuộm… vải chịu nhiều tác động cơ học làm vải dãn theo chiều dài, co rút theo chiều ngang, khổ vải bị hẹp lại so với kích thước ban đầu. giai đoạn hoàn tất ngoài việc dùng hóa chất ( trên máy định hình) còn có thể dùng biện pháp cơ học như kéo căng, ép… trong phần hoàn tất cơ học vải được làm co, mục đích là dùng biện pháp cơ học tạo nên điều kiện cho vải trở lại trạng thái bình thường, làm mịn mặt để tạo trên mặt vải một lớp tuyết mịn để tăng tính cách nhiệt, cách điện, mềm mại, xốp hơn cải thiện tính không nhàu, nâng cao độ ổ định của vải và ta9ng vẻ đẹp bên ngoài. 4.3.2. Nguyên tắc: Dùng lực ép kết hợp với nhiệt độ cao làm vải co dãn, các xơ còn nhô lên trên mặt vải sẽ bị ép xuống. quyết định sức căng ban đầu ảnh hưởng đến chất lượng vải. Nếu vải cần mỏng hơn thì kéo dãn nhiều, căng mạnh nhưng vẫn đảm bảo không được co khổ quá yêu cầu. nếu muốn vải dày thì kéo căng nhẹ nhàng hơn, nhưng mặt vải láng và mịn 4.3.3. Thông số điều khiển: -   Lực ép: 3.5 kg/cm3 -   Vận tốc: 25 m/p -   Nhiệt độ trong trục ép: 1200 Vải sau khi qua Comfit, tùy vào loại hàng nếu là hàng bán trong nước thì đem in biên nếu là hàng xuất khẩu thì không in biên. Ví dụ: 1 dây chuyền in nhuộm liên tục hoàn tất, các thiết bị máy móc gồm: - Dây chuyền xử lý liên tục gồm máy nấu tẩy, làm bóng và nhuộm. - Dây chuyền hoàn tất với các máy hồ căng, cán láng, sanfor. - Hệ thống thiết bị nhuộm gián đoạn gồm các máy Jet, Jiger, Winch. - Công suất 22000000 m2/năm IV. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục đích: Công nghệ đưa ra phải xử lý được các yếu tố sau:  - Cân bằng được độ pH (6,5-8,5) - Xử lý được các loạt hoá chất, KL có trong nước thải - Xử lý được mầu, mùi - Tách thành phần kim loại 2. Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm - Nước thải dệt nhuộm bao gồm cácloại chính:            + Nước thải chứa phẩm nhuộm hoạt tính            + Nước thải chứa phẩm nhuộm Sunfua            + Nước thải do tẩy giặt - Nguồn nước thải sản xuất ở mức ô nhiễm nặng từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ, làm bóng, nấu, tẩy nhuộm hoàn tất và in hoa. - Trong thành phần nước thải có chứa nhiều loại hóa chất độc hại như phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi trường, hồ, men, chất oxy hóa,… - Vì mỗi loại nước thải có thành phần và tính chất đặc trưng rất khác nhau nên cần phải tách riêng và xử lý sơ bộ từng nguồn thải trước khi đi vào giai đoạn xử lý chung. - Nước thải nhuộm vải có nồng độ chất hữu cơ cao, thành phần phức tạp và chứa nhiều hợp chất vòng khó phân hủy sinhhọc, đồng thời có các chất trợ trong quá trình nhuộm có khả năng gây ức chế vi sinh vật. Nhiệt độ nước thải rất cao, không thích hợp đưa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học. -> Quy trình xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm cần phải có sự kết hợp giữa biện pháp xử lý hóa lý với biệnpháp xử lý sinh học vì hàm lượng BOD5, COD và độ màu cao. 3. Quy trình công nghệ truyền thống xử lý nước thải dệt nhuộm: Sơ đồ khối của một hệ thống xử lý nước thải ngành dệt nhuộm thường bố trí như sau: Trên thực tế thì người ta dựa vào thành phần tính chất nước thải nêu trên, công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm được đề xuất như sau: a. Xử lý sơ bộ nước thải từ công đoạn nhuộm hoạt tính: - Nước thải (NT) từ công đoạn nhuộm hoạt tính được tách riêng đưa qua hệ thống xử lý sơ bộ. - NT chảy qua SCR (song chắn rác) vàLCR (lưới chắn rác) đến bể tiếp nhận. SCR và LCR có nhiệm vụ giữ lại các mảnh vụn thô và các sơ, sợi chỉ mịn. - NT tiếp tục được bơm qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng, nồng độ và giải nhiệt bằng cách làm thoáng. Từ đây NT được bơm qua bể trộn có bổ sung phèn và hóa chất điều chỉnh pH khoảng 10 –10,5 nhằm giúp cho quá trình keo tụ dòng thải nhuộm hoạt tính. - NT được cho qua bể keo tụ kết hợp với bể lắng nhằm mục đích tạo phản ứng keo tụ khử COD từ 60 – 85%, làm giảm độ màu và lắng cặn. - Sau đó nước thải được đưa đến hệ thống xử lý chung. b. Xử lý sơ bộ nước thải từ công đoạn nhuộm Sunfua: - Nước thải (NT) từ công đoạn nhuộm Sunfua được tách riêng đưa qua hệ thống xử lý sơ bộ. - NT chảy qua SCR (song chắn rác) vàLCR (lưới chắn rác) đến bể tiếp nhận. SCR và LCR có nhiệm vụ giữ lại các mảnh vụn thô và các sơ, sợi chỉ mịn. - NT tiếp tục được bơm qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng, nồng độ và giải nhiệt bằng cách làm thoáng. Từ đây NT được bơm qua bể trộn có bổ sung phèn và hóa chất điều chỉnh pH về 6 nhằm hỗ trợ tốt cho quá trình keo tụ dòng thải Sunfua. - NT được cho qua bể keo tụ kết hợp với bể lắng nhằm mục đích tạo phản ứng keo tụ khử COD khoảng 70%, làm giảm độ màu và lắng cặn. - Sau đó nước thải được đưa đến hệ thống xử lý chung. c. Xử lý sơ bộ nước thải từ công đoạn tẩy giặt: - Nước thải (NT) từ công đoạn tẩy giặt được tách riêng đưa qua hệ thống xử lý sơ bộ. - NT chảy qua SCR (song chắn rác) vàLCR (lưới chắn rác) đến bể tiếp nhận. SCR và LCR có nhiệm vụ giữ lại các mảnh vụn thô và các sơ, sợi chỉ mịn. - NT tiếp tục được bơm qua bể điềuhòa để điều hòa lưu lượng, nồng độ và tiến hành trung hòa điều chỉnh pH về 6,5.Từ đây NT được bơm qua bể lắng để lắng cặn. - Sau đó nước thải được đưa đến hệ thống xử lý chung. d. Hệ thống xử lý chung sau khi hòa trộn ba nguồn nước thải đã qua xử lý sơ bộ: - Sau khi qua một số bước xử lý sơ bộ NT từ cả ba dòng thải được hòa trộn với nhau và chảy vào bể trộn. Bể trộn vừa đóng vai trò điều hòa chất lượng NT, vừa là nơi để điều chỉnh về khoảng pH thích hợp cho quá trình lọc sinh học kị khí tiếp theo. - Tại bể lọc sinh học kị khí, một phần chất hữu cơ dễ phân hủy bị phân hủy thành khí Biogas hoặc chuyển hóa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn. - NT được cho qua bể lọc sinh học hiếu khí nhằm tiếp tục xử lý BOD5, COD, mùi hôi trong nước thải,… - Sau khi xử lý ở bể sinh học hiếu khí NT tiếp tục chảy sang bể lắng đợt 2 để loại bỏ bùn hoạt tính. - NT từ bể lắng đợt 2 tiếp tục chảy qua bể trộn nhanh có bổ sung phèn để tạo phản ứng keo tụ khử COD, khử màu và lắng cặn ở bể keo tụ kết hợp bể lắng. - Sau cùng NT được cho qua bể khử trùng để tiêu diệt vi trùng và mầm bệnh. Sau khi ra khỏi bể khử trùng NT sẽ đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005 loại A,B rồi thải ra nguồn tiếp nhận. - Lượng bùn hoạt tính từ bể lắng đợt 2, bể keo tụ kết hợp bể lắng được rút bằng hệ thống bơm bùn và tuần hoàn về bểlọc sinh học hiếu khí để duy trì mật độ của vi sinh vật, bùn dư được dẫn về bể nén bùn. Tùy theo từng công nghệ sản xuất, đặc trưng của nước thải khác nhau và đặc trưng của các công ty mà chúng ta có những giải pháp công nghệ khác nhau đảm bảo tiết kiệm kinh phí và diện tích. V. ỨNG DỤNG: - Tạo ra nhiều sản phẩm có màu đa dạng, đáp ứng nhu thị hiếu của người tiêu dùng. VI. KẾT LUẬN Sản phẩm sau khi nhuộm cho màu sắc phong phú. Từ màu đỏ, cam đến màu tím ở các sắc đậm nhạt khác nhau. Tùy theo mục đích sử dụng có thể lựa chọn chất cắn màu để thu được màu sắc như mong muốn.