Đề tài Tổng quan về nguyên liệu và công nghệ làm sạch hóa học vải dệt kim

MỞ ĐẦU May mặc là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của con người. Nó không những giúp cho con người chống đỡ thời tiết, khí hậu thiên nhiên mà còn tô điểm cho cuộc sống thêm tươi đẹp. Ngành dệt nước ta đang phát triển khá nhanh và đang tập trung vào các mặt hàng chất lượng cao để xuất khẩu. Tổng kim ngạch xuất khẩu năm 2005 đạt tới 4,8 USD, chỉ đứng thứ hai sau dầu khí. Theo chiến lược của ngành dệt may tính đến năm 2010 kim ngạch xuất khẩu của ngành sẽ đạt tới 10 tỷ USD. Trong các mặt hàng xuất khẩu thì hàng dệt kim có một ý nghĩa đáng kể. Hàng dệt kim thường may thành phẩm rồi mới đem xuất khẩu và hình thành các xí nghiệp dệt may khép kín, trong các xí nghiệp này thì khâu nhuộm - hoàn tất đóng một vai trò hết sức quan trọng có tính chất quyết định đến lượng sản phẩm cuối cùng. Trong số các hàng dệt kim thì các mặt hàng Pe/Co được quan tâm sản xuất ngày càng nhiều và sử dụng rất phổ biến trên thế giới. Tỷ lệ pha giữa Polyeste và Cotton thường là: 65/35; 67/33; 85/15. Tỷ lệ PES càng cao thì sợi càng bền nhưng sản phẩm sẽ cứng và kém hút ẩm, bởi vậy xí nghiệp được thiết kế sẽ dùng loại vải Pe/Co 67/33 là vừa phải. Các mặt hàng của xí nghiệp sản xuất (vải trắng và vải màu) chủ yếu là để may quần áo mặc ngoài, quần áo thể thao, quần áo thu đông... Trong khuôn khổ của bản đồ án này, việc thiết kế chỉ tập trung vào khâu công nghệ tiền xử lý nhuộm và hoàn tất cho các mặt hàng xí nghiệp sản xuất. Với nhiệm vụ thiết kế xí nghiệp nhuộm- hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co 67/33 với công suất 2000 tấn/năm, được xây dựng mới hy vọng sẽ góp phần vào sự tăng trưởng chung của ngành dệt may nước ta. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH HÓA HỌC VẢI DỆT KIM I - ĐẶC ĐIỂM CỦA VẢI DỆT KIM TỪ SỢI PES/CO. Để tạo ra các loại sản phẩm phong phú, đa dạng, sử dụng rộng rãi, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng, hiện nay người ta đặc biệt chú ý đến việc phát triển các mặt hàng vải pha. Vải polyeste pha bông là loại vải khá phổ biến hiện nay, được sản xuất cả các mặt hàng dệt thoi và dệt kim. Các mặt hàng Pe/Co dệt thoi được dùng để may quần áo mặc ngoài theo các kiểu thời trang. Còn hàng dệt kim Pe/Co được dùng nhiều để may quần áo mặc ngoài, quần áo tắm, quần áo thể thao… Vải polyeste pha bông có nhiều đặc tính quý‎ của xơ PES như ít nhàu, giữ nếp cao, độ bền cơ lý cao, thời gian sử dụng dài, dễ giặt, mau khô, do có một lượng bông nhất định nên tính chất vệ sinh của vải so với các loại vải tổng hợp tăng lên rất nhiều. Mặt khác, khi pha trộn xơ bông và xơ polyeste với nhau còn nhằm mục đích tận dụng ưu thế của mỗi loại xơ, tạo nên các mặt hàng mới kết hợp được những tính chất chung của mỗi loại xơ. Xơ bông tuy hút ẩm, hút mồ hôi tốt nhưng bị nhàu, độ bền thấp, thời gian sử dụng ngắn; còn xơ polyeste thì bền hơn, ít chịu tác dụng của vi sinh vật, lại có khả năng chống biến dạng cao, giữ nếp lâu. Chính vì vậy mà người ta thường pha trộn xơ bông và xơ polyeste để bổ sung những tính chất quý cho nhau, hạ giá thành của sản phẩm, phát huy được những ưu điểm và hạn chế được nhiều nhược điểm của mỗi loại xơ. 1.1 - Xơ bông (Cotton). Trong số các xơ xenlulô thiên nhiên chỉ có xơ bông được sử dụng nhiều và thích hợp với các mặt hàng dệt kim. Bông là loại xơ được sử dụng từ lâu đời để dệt nhiều mặt hàng may mặc, do nhiều đặc tính quý của mình nên hiện nay bông vẫn còn chiếm vị trí hàng đầu (gần 50 %) tổng số khối lượng các loại xơ dùng trong công nghiệp. Xơ bông thu hoạch từ quả của cây bông, có danh từ thực vật học là Gossipium, nó là một tế bào thực vật có hình dải dẹt với nhiều thành mỏng và một rãnh nhỏ trong lõi xơ chứa nguyên sinh chất làm nhiệm vụ nuôi xơ. Tùy theo giống và điều kiện trồng trọt mà chiều dài trung bình của xơ bông có thể trong khoảng từ 22 đến 50mm, còn đường kính trung bình của xơ từ 18¸25mm (1m = 10-6m). Khối lượng riêng của xơ bông là 1,53g/cm3. Ở điều kiện tiêu chuẩn xơ bông có hàm ẩm là 8¸8,5%. Khi quan sát bằng kính hiển vi sẽ thấy xơ bông có hình dải dẹt, đầu trên nhọn khép kín và bị xoắn nhiều hơn đầu dưới, đầu dưới liền với hạt bông nên bằng. Trong công nghiệp dệt và dệt kim, xơ bông được chia làm nhiều cấp tùy theo độ dài, độ xoắn, độ đồng nhất, độ trắng, tỷ lệ tạp chất và nhiều chỉ tiêu khác nữa. Sợi bông dùng cho dệt kim thường là loại sợi chải kỹ, có chỉ số cao, kéo từ loại bông tốt nhất, xơ dài và có chứa ít tạp chất cơ học. Thành phần hóa học của xơ bông chín kỹ trung bình theo(%) chất khô tuyệt đối như sau: Xenlulô: 94 Sáp bông: 0,6 Axít hữu cơ: 0,8 Chất pectin: 0,9 Hợp chất chứa nitơ: 1,3 Tro: 1,2 Đường : 0,3 Những chất chưa biết: 0,9 Qua số liệu trên đây cho thấy tạp chất thiên nhiên của xơ bông chỉ chiếm trung bình vào khoảng 6%. Những loại bông chín chưa kỹ, nghĩa là thu hoạch non, thường có tỷ lệ xenlulô thấp hơn và tỷ lệ tạp chất cao hơn. ở những loại bông thu hoạch bằng cơ giới do chứa mảnh vỏ và hạt chưa tách sạch nên trong thành phần tạp chất còn có cả lignin, đây là một trong số các tạp chất khó tách sạch hơn cả. Trong quá trình làm sạch hóa học, để đảm bảo cho sản phẩm đạt được độ trắng, độ mềm mại và độ hút ẩm cao, người ta phải dùng mọi biện pháp xử lý để tách sạch các tạp chất trên. Về cấu trúc lý học, xơ bông được cấu tạo từ nhiều lớp các mạch đại phân tử xenlulô, các lớp này khác nhau về bề dầy và hướng, nhưng đều sắp xếp đồng tâm với trục xơ. Trong mỗi lớp, các mạch đại phân tử lại kết bó với nhau thành từng chùm, nhiều chùm kết lại thành thớ. Giữa các chùm và các thớ này là một hệ thống vi mao quản có đường kính từ 1¸100nm (1nm=10-9m). Các chùm và các thớ của mạch đại phân tử xenlulô sắp xếp tương đối song song với trục xơ; ở một bộ phận nhất định chúng sẽ sắp xếp khá chặt chẽ, có độ định hướng cao nên tạo thành cấu trúc vi tinh thể; những bộ phận còn lại có cấu trúc kém chặt chẽ hơn nên tồn tại ở dạng vô định hình. Tỷ lệ cấu trúc vi tinh thể của xơ bông trong khoảng 40 ¸70%. Trong giữa xơ bông có một rãnh nhỏ chứa nguyên sinh chất làm nhiệm vụ nuôi xơ. Do xơ bông được cấu tạo chủ yếu từ xenlulô nên tính chất hóa học của xenlulô cũng chính là tính chất hóa học của vải bông. 1.1.1- Cấu tạo hóa học của xenlulô. Xenlulô là thành phần chính của các tế bào thực vật, tạo cho xơ có độ bền cơ học cần thiết. Xenlulô chiếm tỷ lệ chủ yếu của xơ bông (94%) và của các xơ xenlulô nhân tạo (92¸96%). Về cấu tạo hóa học, xenllulô thuộc về lớp hydrat cacbon cấu tạo từ 3 nguyên tố: cacbon, hydro, oxi. Mạch phân tử của xenlulô rất dài nên còn gọi là đại phân tử, hợp thành từ nhiều khâu đơn giản hay mắt xích giống hệt nhau. Các khâu đơn giản này là gốc d-gluco-pyranô có công thức là C6H10O5. Như vậy, công thức tổng quát của mạch xenlulô là: (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n n: gọi là hệ số trùng hợp (hệ số này thay đổi đối với mỗi loại xơ) VD: xơ bông n = 10.000 ¸15.000 Xơ vixco: n = 350 ¸ 450 Công thức cấu tạo của xenlulô có dạng tổng quát: H OH H OH H OH H OH OH H OH H OH H H HO H H H H CH2OH CH2OH H CH2OH H H n CH2OH H OH H H H O O O O O O OH H O Trong mỗi khâu đơn giản của mạch đại phân tử của xenlulô có chứa 3 nhóm hidroxyl tự do (nhóm -OH), tổng số nhóm này trên toàn mạch rất lớn, vì vậy xơ xenlulô dễ thấm nước, dễ hút ẩm, dễ hút mồ hôi và dễ trương nở khi ngâm vào nước so với các xơ tổng hợp. 1.1.2 - Các tính chất hóa học của xenlulô. Các tính chất hóa học của xenlulô do thành phần và cấu tạo hóa học của nó quyết định. Dưới đây là những tính chất chính của xenlulô: - Độ bền nhiệt: Xenlulô tương đối bền nhiệt; khi xử lý trong dung dịch kiềm loãng, không có mặt không khí, ở 100¸1300C trong thời gian 4¸6h; hoặc khi sấy hay gia nhiệt ở 190¸2000C trong 2¸5 phút; xenlulô vẫn chưa bị tổn thương gì đáng kể. Nhưng ở nhiệt độ 2700C xenlulô bắt đầu bị vàng và bị phá hủy cục bộ, từ 370¸4000C trở lên nó bắt đầu bị nhiệt hủy, mạch phân tử bị cắt ngắn nên giòn, dễ nghiền nát. Ở nhiệt độ cao hơn nữa xenlulô sẽ cháy mà không qua giai đoạn mềm và chảy lỏng. Xenlulô cháy với ngọn lửa lan nhanh, thoát ra mùi khét giấy, để lại tàn trắng dễ vụn nát. - Độ bền với axít: Xenlulô rất kém bền với tác dụng của axít, nhất là các axít mạnh như: HCl, H2SO4, HNO3, đặc biệt là với các dung dịch axít đậm đặc và ở nhiệt độ cao. Dưới tác dụng của các dung dịch axít, mạch đại phân tử của xenlulô sẽ bị thủy phân và đứt thành nhiều đoạn ngắn làm cho độ bền cơ học của nó giảm đi nhanh chóng. Khi xenlulô bị thủy phân hoàn toàn thì sản phẩm thu được cuối cùng sẽ là glucô theo phản ứng: + nH2O ( axít) (C6H10O5)n nC6H12O6 Trong công nghệ tiền xử lý, nhuộm và in hoa vải bông, nhiều trường hợp phải dùng các dung dịch axít để gia công, khi này cần khống chế các thông số kỹ thuật cho phép như: nồng độ, nhiệt độ và thời gian để đảm bảo không ảnh hưởng đến độ bền của xơ. - Độ bền của kiềm: Xenlulô tương đối bền với các dung dịch kiềm, vì vậy người ta vẫn dùng các dung dịch xút loãng (10 ¸ 30g/l) để nấu vải bông và dung dịch xút đậm đặc (280 ¸ 300g/l) để làm bóng vải bông. Tuy nhiên nếu có mặt đồng thời của kiềm và oxi của không khí ở nhiệt độ cao thì xenlulô sẽ bị oxi hoá làm cho độ bền cơ học của nó bị giảm. Vì vậy khi xử lý vải bông bằng dung dịch kiềm ở nhiệt độ cao người ta thường dùng các thiết bị kín và khử hết không khí ra khỏi thiết bị hoặc thêm chất khử vào dung dịch. Kết thúc quá trình xử lý cần phải giặt sạch kiềm còn lại trên vải. - Độ bền với muối: Các dung dịch muối trung tính (như NaCl, Na2SO4...) không ảnh hưởng gì đến xenlulô; còn các muối có tính axít ( như NaHSO4, NaH2PO4...) cũng có tác dụng thuỷ phân xenlulô như axít nhưng ở mức độ thấp hơn. Các dung dịch muối có kiềm (như Na2CO3, K2CO3, NaHCO3...) cũng có tác dụng với xơ xenlulô như các dung dịch kiềm nhưng ở mức độ yếu hơn. Xenlulô trương nở mạnh và hòa tan dần trong dung dịch đậm đặc của các muối: LiI, LiCNS, KCNS. Đặc biệt xenlulô hòa tan trong dung dịch đồng- amoniac [Cu(NH3)m(OH)2]. Người ta ứng dụng tính chất này để hòa tan xenlulô trong công nghệ sản xuất xơ đồng- amoniac. - Độ bền với chất khử và chất oxi hóa: Xenlulô bền với tác dụng của chất khử, còn dưới tác dụng của chất oxi hóa sẽ biến thành oxít xenlulô, làm cho mạch đại phân tử bị đứt, làm gãy độ bền cơ học và độ bền hóa học và mất dần tính chất sử dụng. Tùy theo loại chất oxi hóa và điều kiện chịu tác dụng cụ thể mà xenlulô bị oxi hóa ít hay nhiều. Khi tẩy trắng vải bông và vải dệt từ các xơ xenlulô nhân tạo người ta vẫn dùng các chất oxi hóa như: NaClO, NaClO2, H2O2... để tránh cho xenlulô không bị hư hại, khi sử dụng các tác nhân này cần phải thực hiện đúng các điều kiện công nghệ cho phép. - Tác dụng của nước: Xenlulô không hòa tan trong nước, nhưng do trong mạch phân tử của nó có chứa nhiều nhóm có khả năng hút ẩm (nhóm -OH ) nên xơ xenlulô thuộc về loại xơ ưa nước. Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 250C, độ ẩm tương đối của không khí là 65%) hàm ẩm của các xơ xenlulô trong khoảng 7¸9%, còn khi độ ẩm của không khí cao hơn thì tiêu chuẩn này có thể đạt tới 12¸13,5%. Nhờ có các tính chất này nên các mặt hàng dệt từ xơ xenlulô đều dễ thấm hút mồ hôi và thoáng khí. Khi ngâm vào nước xenlulô bị trương nở mạnh cả về tiết diện ngang lẫn chiều dài. Tùy theo mỗi loại xơ mà mức độ trương nở có khác nhau, thí dụ khi ngâm vào nước xơ bông trương nở theo tiết diện ngang 14¸20%, còn chiều dài chỉ tăng từ 1¸2%. - Tác dụng của ánh sáng, khí quyển và vi sinh vật: Xenlulô kém bền dưới tác dụng của ánh sáng và khí quyển, dưới tác dụng đồng thời của ánh sáng, hơi nước (ẩm) và oxi của không khí nó sẽ bị oxi hóa thành ôxít xenlulô, làm cho độ bền của vật liệu hay vải giảm dần. Các tia tử ngoại có bước sóng l < 360nm có tác dụng phá hủy xơ xenlulô mạnh hơn cả. Xenlulô còn bị phá hủy bởi nấm mốc và vi khuẩn, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ thích hợp. Khi bị nấm mốc phá hủy trên mặt sản phẩm sẽ xuất hiện các đốm màu nâu, còn khi bị vi khuẩn phá hủy thường không có dấu hiệu nào để nhận biết cả, nhưng sản phẩm sẽ bị mục nát dần do tác dụng phân hủy xenlulô của những chất do nấm mốc và vi khuẩn tiết ra. 1.1.3 - Các tạp chất thiên nhiên của xơ bông. Bông là xơ dệt truyền thống, vì vậy không những cấu tạo và các tính chất của xơ bông đã được nghiên cứu từ lâu, mà các tạp chất của xơ bông cũng được nhiều tác giả nghiên cứu khá kỹ và chi tiết. Trong số các tạp chất của xơ bông thì chất pectin, sáp bông, hợp chất chứa nitơ, các loại đường và các nguyên tố kim loại trong thành phần của tro là những tạp chất được nghiên cứu nhiều hơn cả. Dưới đây là khái quát về cấu tạo và tính chất của những tạp chất thiên nhiên chủ yếu của xơ bông. - Chất pectin: Các tác giả nghiên cứu về vấn đề này đều thống nhất pectin không phải là một hợp chất hữu cơ thuần nhất mà là một nhóm các hydrat cacbon có nhiều trong nhựa cây, trong quả xanh. Trong xơ bông chín hàm lượng của chất pectin dao động trong khoảng từ 0,9 đến 12% tùy từng loại bông. Thành phần của pectin khá phức tạp, trong đó axít polygalacturonic ở dạng muối canxi và magiê hoặc ở dạng đã bị metoxyl hóa 1 phần nhóm cacboxyl chiếm tỷ lệ chủ yếu. Thành phần 1 đoạn mạch của hợp chất này được trình bày như sau: H OH COO OH H H HH H H H OH H COOH O H H H OH H …O Ca 2 OH H H O OH O… C OCH3 O O O O H Tính chất chung của pectin là khó hòa tan trong nước lạnh, trong nước sôi hòa tan không hoàn toàn, nhưng hòa tan triệt để hơn trong dung dịch amoni axalat (COONH4)2 và các dung dịch kiềm. Người ta khẳng định rằng phần hòa tan trong nước của chất pectin là hỗn hợp các polysaccarit khác nhau có hệ số trùng hợp (chỉ số DP) thấp và các nhóm hydroxyl ở dạng tự do, còn phần không tan trong nước chủ yếu là axít polygalacturonic, 1 số khâu đơn giản đã chuyển thành dạng muối canxi, magiê hoặc bị metoxyl hóa. Trong quá trình tiền xử lý vải bông, chất pectin được hòa tan và tách ra khỏi vải khi nấu bằng dung dịch kiềm ở nhiệt đồ trên 1000C với áp suất tương ứng. Nhờ pectin được làm sạch mà sau khi tiền xử lý vải bông mềm mại hơn. - Sáp bông: Sáp bông là hỗn hợp phức tạp của nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau, hàm lượng của nó tính theo khối lượng xơ bông khô tuyệt đối thường từ 0,4¸1,2% tùy thuộc vào độ chín và nguồn gốc bông. Sáp bông có thể được tách ra khỏi xơ bằng các dung môi hữu cơ như: cồn, axetôn, benzen, toluen, ête dầu hỏa, metylen clorua và tetraclorua cacbon. Thành phần chủ yếu của sáp bông là các rượu phân tử cao (rượu béo), các axít béo ở dạng tự do và dạng đã bị este hóa. Điểm nóng chảy của sáp bông dao động trong khoảng 68¸800C. Chức năng của sáp bông là để bảo vệ xơ, làm cho xơ trơn mượt, giảm ma sát và chống thấm nước. Sáp bông chủ yếu nằm ở mặt ngoài xơ, một phần nhỏ nằm trong thành bậc nhất (khoảng 8% tổng lượng sáp của xơ bông). Dưới đây là thành phần của sáp bông được thống kê từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau: Tên cấu tử chính Thành phần (%) theo khối lượng khô Những chất không bị xà phòng hóa 50 ¸ 77 Các rượu béo 40 ¸ 52 Các axít béo 23 ¸ 47 Các este và polyterpen 3 ¸ 18 Thành phần phần trăm của những chất không bị xà phòng hóa (các este của axít béo và rượu béo phân tử cao, các rượu béo, các hydrocacbon, sterol và polyterpen) phụ thuộc không những vào nguồn gốc xơ bông, mà còn phụ thuộc vào mẫu bông được nghiên cứu, gồm: Cacbon 80,38%, hydro 14,51%, oxy 5,11%. Trong số các axít béo của sáp bông ở dạng tự do hay ở dạng hợp chất thì axít palmitic và stearic chiếm tỷ lệ lớn cả. Dưới đây là những axít béo chủ yếu có trong sáp bông: Tên axít Công thức hoá học Palmictic C15H31COOH Oleic (không no) C17H33COOH Stearic C17H35COOH Lignoceric (carnaubic) C23H47COOH Cerotic C25H51COOH Montanic C27H55COOH Trong số những rượu phân tử cao (rượu béo) tìm được ở sáp bông thì những rượu có số cacbon tử C24 đến C30 chiếm tỷ lệ lớn hơn cả, những rượu này không tan trong nước, rất khó tách ra khỏi vải. Trong quá trình tiền xử l‎ý vải bông, để làm sạch sáp bông người ta phải dùng dung dịch kiềm và chất nhũ tương để nhũ hóa sáp ở nhiệt độ cao trên 1000C. - Hợp chất chứa Nitơ: Hợp chất chứa nitơ của xơ bông gồm các muối của axít nitric (HNO3) và một phần ở dạng hợp chất protein, chiếm từ 1¸1,3% xơ, tập trung chủ yếu ở lõi xơ và có một phần ở thành bậc nhất. Theo tính chất hóa học, có 15¸17% hợp chất chứa nitơ của xơ bông có thể hòa tan trong nước sôi phần còn lại (80¸85%) chỉ bị tách khỏi xơ khi xử l‎ý nhiều giờ bằng dung dịch kiềm ở nhiệt độ trên 1000C. Công thức hóa học của các hợp chất protein của xơ bông còn chưa được xác định đầy đủ. Trong quá trình tiền xử l‎ý, dưới tác dụng của kiềm các hợp chất chứa nitơ của xơ bông sẽ bị làm sạch khỏi xơ. - Chất khoáng Tro (Tro): Khối lượng tro của xơ bông chiếm trên 1% so với khối lượng xơ bông tuyệt đối, tùy thuộc vào nguồn gốc bông. Tro của xơ bông chứa chủ yếu các hợp chất vô cơ, đáng chú ‎ý hơn cả là muối của sắt và nhôm, khi còn lại trên vải những ion kim loại của các muối có thể kết hợp với một số thuốc nhuộm làm cho ánh màu của chúng bị biến đổi; còn các muối của photpho và silic thì có thể kết hợp với các ion của kim loại kiềm tạo thành dạng không tan bám chặt vào vải. Thành phần tro của xơ bông chủ yếu là các muối tan của kali và natri, các muối không tan là của kim loại kiềm thổ, oxít sắt, oxít nhôm và oxít silic. Khi hòa vào nước, dung dịch tro của xơ bông có kiềm tính do các oxít Na2O và K2O hòa tan tạo nên. - Các hợp chất khác: Trong thành phần tạp chất của xơ bông, ngoài chất pectin sáp, hợp chất chứa nitơ, hợp chất khoáng người ta còn tìm thấy một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ hơn nhiều các hợp chất kể trên. Hemi xenlulô là hỗn hợ của nhiều polysaccarit, không hòa tan trong nước những dễ hòa tan trong dung dịch kiềm loãng và dễ bị thủy phân bởi dung dịch axít loãng. Các đường đơn như đường fructo, đường malto và đặc biệt là đường gluco. Hàm lượng của những đường này tuy không lớn, chỉ chiếm khoảng 0,3% khối lượng bông, nhưng có thể gây dính trong quá trình kéo sợi. Các axít hữu cơ có trong xơ bông có thể chiếm từ 0,3¸0,5% khối lượng xơ, tùy theo độ chính xác của xơ bông. Những axít gồm có: axít malic, axít citric, axít oxalic và một vài axít hữu cơ khác nữa. Các chất màu thiên nhiên, có hàm lượng rất nhỏ, thường gặp là các pigment màu lục nhạt hoặc màu xám, có cấu tạo kém chặt chẽ, dễ bị mất màu dưới tác dụng của chất oxi hóa. Li – nhin (lignin) là hợp chất có cấu tạo phức tạp, bông thu hoạch thủ công không chứa li-nhin; hợp chất này chỉ có trong các loại bông thu hoạch cơ giới do mảnh lá, cành và vỏ hạt bông lẫn vào. 1.2 - Xơ polyeste (PES). Đầu năm 1950 trên thế giới xuất hiện công nghiệp sản xuất sợi tổng hợp. Trong số các loại sợi tổng hợp thì sợi PES được quan tâm nhiều bởi chúng có nhiều tính ưu việt mà các loại sợi khác không có như: bền cơ học, bền nhiệt, bền ánh sáng, bền hóa học và giá thành hạ, ít nhàu. Những năm gần đây công nghệ sản xuất và sử dụng sợi PES có nhịp độ phát triển nhanh và đứng đầu so với các loại sợi tổng hợp khác. Bên cạnh những ưu điểm trên xơ PES còn có những nhược điểm do cấu trúc chặt chẽ nên xơ cứng; phân tử chứa ít nhóm ưa nước nên xơ có hàm ẩm thấp, khó thấm nước, khó nhuộm; xơ có độ tĩnh điện cao nên khi sử dụng làm hàng may mặc sẽ bị dính vào cơ thể; không thoáng khí nên thường được pha với xơ xenlulô. 1.2.1 - Đặc điểm về cấu tạo của sợi polyeste (PES) truyền thống: Tuy được chế tạo theo nhiều phương pháp khác nhau nhưng sợi PES truyền thống là polymer mạch thẳng, đều có cậu tạo mạch phân tử giống nhau là polyetylenterephtalat (PET) với hệ số trùng hợp n trong khoảng 120¸200, công thức chung như sau: H C – O – (CH2)2 – O O HO C O n Sau khi chế tạo được nhựa PET, việc sản xuất sợi PES được thực hiện bằng cách gia nhiệt cho nhựa chảy lỏng ở 270¸2750C và nén ép qua vòi phun (spiner) để hình thành các sợi tơ, tiếp theo sợi được làm nguội và kéo giãn. Việc kéo giãn nhằm mục đích làm tăng độ mảnh của sợi (đến 4¸5 lần), nó còn tạo điều kiện để các mạch PET sắp xếp lại cho trật tự hơn, định hướng lớn hơn so với trục sợi và hình thành các miền tinh thể để tăng độ bền cho sợi. Sợi PES truyền thống tuy có độ bền cơ l‎ý cao nhưng lại khó hút ẩm, kém thoáng khí làm cho tính chất sử dụng của sợi không cao là vì: do hai monome để tạo thành mạch PET là axít terephtalic và etylenglycol (có trường hợp dùng butylenglycol) kết hợp với nhau theo 1 trình tự luân phiên lắp đi lắp lại đều đặn và có tính chất đối xứng cao làm cho các khâu đơn giản (unit pol‎yester) của mạch kém linh động, khó quay tự do nên sợi PES cứng. Trong mạch phân tử của PET có các vòng thơm (nhân benzen) ở khâu kéo giãn để tăng mảnh khi sợi đang còn ở trạng thái dẻo, các nhân benzen này chưa bão hòa hóa trị, lại nằm trên mạch ở những khoảng cách gần bằng nhau nên chúng tự sắp xếp lại sao cho mặt phẳng nhân thơm của các mạch nằm song song với nhau. Như vậy chúng sẽ có điều kiện nằm sát nhau nhất và phát sinh được lực tương tác mạnh nhất. Đây chính là l‎ý do làm cho sợi PES có độ bền cơ học cao nhưng đồng thời nó làm cho xơ sợi bị cứng. Việc kéo giãn trong quá trình sản xuất nhằm làm tăng độ mảnh của xơ sợi còn dẫn đến làm thay đổi cấu trúc của nó. Khi các mạch PET được sắp xếp chặt chẽ và kết bó với nhau thì cũng hình thành những vùng có cấu trúc tinh thể. Sợi PET truyền thống thường có tỷ lệ tinh thể cao đến 70%, chỉ có khoảng 30% có cấu trúc vô định hình. Đây cũng chính là một trong những nguyên nhân làm cho sợi cứng khó hút ẩm và khó nhuộm. Những nghiên cứu gần đây còn cho biết sợi polyeste truyền thống có cấu trúc vỏ lõi, phần lõi bên trong có cấu trúc chặt chẽ hơn, kích thước và mao quản đều nhỏ hơn ở lớp vỏ ngoài. Lớp vỏ ngoài có cấu trúc xốp hơn. Đây có thể là do hệ quả của quá trình kéo giãn tạo nên. ( - C - O - ) O Khác với các xơ sợi thiên nhiên, mạch đại phân tử của PET không chứa các nhóm có cực và ưa nước, mỗi mạch chỉ có một nhóm -COOH và một nhóm -OH ở 2 đầu, con số này quá nhỏ và không đáng kể so với cả mạch dài có khối lượng M = 20000 ¸ 40000. Phần lớn khối lượng của PET là những đoạn mạch hydorocacbon nối liền với nhau bằng liên kết este: chính vì vậy mà sợi PES có hàm ẩm ở điều kiện tiêu chuẩn rất thấp (0,4%). Mặt khác sợi PES lại có sức căng bề mặt ở 200C (43 dyne/cm) thấp hơn nhiều so với chỉ tiêu này của nước (72,8 dyne/cm) nên các mặt hàng vải PES khó thấm nước, thuộc về loại kỵ nước (hydrophobic). 1.2.2 - Những đặc điểm về tính chất: PES là sợi có độ bền cơ học khá cao, gần như cao nhất trong số các sợi dệt nói chung và sợi tổng hợp nói riêng, độ bền đứt của PES đạt đến 50 ¸ 53 CN/tex, còn độ bền giãn đứt đạt 20 ¸ 25%. Vì có độ bền cơ học cao nên thời hạn sử dụng của các mặt hàng vỉai từ sợi PES là khá dài. PES là sợi nhiệt dẻo nhưng độ chịu nhiệt của nó khá cao (cũng do trong mạch có chứa vòng thơm), nó chuyển sang trạng thái mềm ở 2350C và chảy lỏng ở 270 ¸ 2750C. Đặc điểm nổi bật của sợi PES là có khả năng phục hồi biến dạng cao, khả năng chống nhàu cao nên sau mỗi lần giặt chỉ cần là nhẹ. Về khả năng hồi nhàu, để so sánh, khi lấy chỉ tiêu này của vải bông là 5, len là 20 thì của vải 100% PES là 85, tương đương với vải từ sợi PAN cũng là 85. Vì vậy sợi PES được sử dụng để phối trộn với các sợi khác thường là pha với xenlulô để sản xuất các mặt hàng ít nhầu hơn. PES là sợi có độ bền hóa học cao, nó bền với dung dịch loãng của nhiều axít, tương đối bền với tác dụng của chất oxy hóa và chất khử, bền với vi sinh vật và nấm mốc. Do trong mạch phân tử của sợi PES có chứa nhóm este nên nó kém bền với kiềm. Tuy nhiên chỉ trong môi trường kiềm mạnh, ở nhiệt độ cao và đặc biệt là có xúc tác thì liên kết este này mới bị phá vỡ với mức độ khác nhau. 1.2.3 - Phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm của sợi PES: Do có tính chất ưu việt kể trên nên sợi PES hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt để sản xuất nhềiu mặt hàng vải dệt và dệt kim từ 100% sợi này hoặc pha với sợi khác từ các mặt hàng mỏng (60¸80 g/m2) đến các mặt hàng vải dày (200¸400 g/m2). Xơ PES - xtapen được sử dụng để phối trộn với nhiều loại xơ khác khi sản xuất các mặt hàng vải pha mà thông dụng nhất vẫn là mặt hàng dệt kim từ sợi Pe/Co. Khi phối trộn các xơ với nhau chủ yếu để tận dụng độ bền cơ lý‎, khả năng chống nhàu cao và giá thành hạ của loại xơ này. Bên cạnh những ưu điểm trên các mặt hàng từ sợi PES còn có những nhược điểm do bản chất vốn có của loại sợi này như khó nhuộm, không thích hợp với yêu cầu sử dụng , không thích nghi với hoạt động của con người vì khả năng hút ẩm của PES quá thấp làm cho khi sử dụng khó thấm mồ hôi, khó thoát nước nên chậm làm giảm nhiệt độ trong khoảng không giữa vải với da cơ thể, điều này gây nên cảm giác bí, kém thoáng mát và khó chịu. Do có hàm ẩm thấp, vải PES dễ sinh tĩnh điện và lại không có khả năng truyền dẫn điện tích nên khi sử dụng các loại quần áo may từ vải 100% PES dễ dính da, mặt ngoài bị nhăn nhúm làm giảm dáng đẹp của trang phục. Để hạn chế những nhược điểm của sợi PES người ta đã dùng nhiều biện pháp khác nhau như: sản xuất sợi PET vi mảnh, sản xuất sợi PES textua (sợi thể tích cao), sản xuất các loại sợi PES biến tính bằng cách cấy ghép vào mạch đại phân tử của PET truyền thống các monome mới, đưa thêm các phụ gia vào trong nhựa PET trước khi kéo sợi... Bằng các biện pháp này người ta đã sản xuất được các loại sợi PES mềm mại hơn, dễ thoát mồ hôi hơn, có hàm ẩm cao hơn, dễ nhuộm hơn. Ngoài ra để tăng tính chất sử dụng của vải PES, người ta còn biến tính bề mặt vải, xử l‎ hoàn tất để nâng cao độ hút ẩm và độ mềm mại cho vải. II - THUYẾT MINH VỀ CÔNG NGHỆ TIỀN XỬ LÝ VẢI DỆT KIM TỪ SỢI PES/CO. 2.1 - Các mặt hàng được lựa chọn để sản xuất. Ở nước ta, các mặt hàng vải dệt kim được sản xuất rất phong phú và đa dạng như: single, các loại vải Rib (cổ, bo, chun); các loại vải lacoste (hình thoi, lục lăng, hình trám); vải interlock v.v... Mỗi một sản phẩm đều có những đặc tính ưu việt và phù hợp với mục đích sử dụng riêng. Trong bản thiết kế này sản phẩm dệt kim được lựa chọn cho sản xuất là các loại vải: single, lacoste. 2.1.1 - Vải Single: Vải Single là loại vải một mặt phải mà trên đó chỉ có phân tử cấu trúc cơ bản là vòng dệt. Các vòng dệt đan với nhau theo hướng hàng vòng và lồng qua nhau theo hướng cột vòng. Mặt phải của vải nổi lên các trụ vòng. Trong may mặc, lấy mặt phải của vải làm mặt phải của sản phẩm. Vì mặt phải của nó có độ mịn, bóng đẹp. Mặt trái của nó nổi lên các cung vòng nên không có độ mịn, bóng như mặt phải của vải. Vải Single có đường kính tương đương bằng hai lần đường kính của sợi dệt. Vải được cấu tạo bằng các vòng sợi dệt nên có độ mềm mại và đàn hồi lớn, độ giãn ngang lớn gấp 2 lần độ giãn dọc. Sợi trong vải có độ săn tạo ra nội lực đàn hồi làm cho vải dễ trở lại trạng thái ban đầu. Vải dễ bị tuột vòng nên khi có một vòng sợi ở giữa vải bị đứt, nó dễ bị mất liên kết với các vòng sợi xung quang, nên cũng dễ bị tuột vòng theo. Để hạn chế tuột vòng, người ta thường tăng mật độ của vải và dùng sợi có độ đàn hồi cao hoặc ma sát giữa các sợi lớn. Cấu trúc vải Single 2.1.2 - Vải Lacoste: Là loại vải có kiểu đan dẫn xuất của vải Single, tạo nên bởi sự xen kẽ giữa vòng dệt và vòng chập theo quy luật riêng của vải. Vải Lacoste là loại vải có mặt phải, trong may mặc người ta thường lấy mặt trái của vải làm mặt phải cho sản phẩm. Bởi mặt trái của vải trông giống như tổ ong hoặc giống như da cá sấu có hiệu ứng đẹp hơn mặt phải vải... Tính chất vải Lacoste giống như vải Single. - Tính quăn mép, tính tuột vòng ít hơn vải Single. - Độ giãn ngang và dọc thấp hơn vải Single. - Vải Lacoste dày và xốp hơn vải Single. Cấu trúc vải Lacoste 2.2 - Yêu cầu tiền xử lý vải dệt kim. Vải dệt kim mộc dệt từ sợi bông pha với xơ tổng hợp (polyeste) vẫn còn chứa các tạp chất như: Tạp chất và chất màu thiên nhiên của xơ bông, chất bôi trơn và chất chống tĩnh điện của xơ polyeste, dầu mỡ dây vào vải trong quá trình sản xuất. Mặt khác xơ bông cũng như xơ tổng hợp thường có cấu trúc không đồng nhất và chặt chẽ; nên vải dệt kim mộc tuy không có hồ nhưng vẫn khó thấm nước, khó trương nở trong nước và cứng, có màu vàng nhạt, khó thấm mồ hôi, khó nhuộm màu v.v... Vì vậy tất cả các mặt hàng vải dệt kim dù để trắng hay nhuộm màu đều phải qua quá trình làm sạch hóa học hay còn gọi là tiền xử l‎ý. Trong ngành dệt kim cũng có trường hợp vải trước khi nâu tẩy được đốt đầu xơ nhằm làm cho vải nhẵn mặt hơn, nhưng trong bản thiết kế này khâu đổi đầu xơ sẽ không thực hiện vì sợi dệt kim Pe/Co sử dụng trong bản đồ án này là sợi chải kỹ nên thường có ít đầu xơ nhô lên mặt vải, mặt khác nếu đốt đầu xơ mặt hàng Pe/Co thì phần xơ PES ở nhiệt độ cao sẽ cháy và chảy, vón thành những hạt, khi nấu tẩy xong chuyển sang nhuộm sẽ làm cho tấm vải không được đều màu (màu ở giữa tấm vải và đầu tấm vải sẽ khác nhau). Trong bản thiết kế này các mặt hàng để trắng sau nấu tẩy hóa học đều được xử lý‎ tăng trắng. Việc xử lý tăng trắng cho vải Pe/Co phải dùng 2 loại chất tăng trắng riêng, một phần cho PES và một phần cho cotton để phối hợp với nhau. Khi tăng trắng cho polyeste phải thực hiện ở nhiệt độ 1300C trong thiết bị cao áp, còn khi tăng trắng cho cotton chỉ cồn thực hiện ở nhiệt độ dưới 1000C khoảng (70%¸80%). Với những mặt hàng Pe/Co để nhuộm màu dự kiến chỉ cần qua tẩy trắng hóa học, trường hợp nào cần đạt chất lượng sản phẩm cao thì người ta cần xử lý định hình vải trước khi nhuộm để ổn định kích thước cho vải đều màu sau này. Tuy nhiên để giảm bớt chi phí năng lượng trong bản thiết kế này dự kiến sẽ không xử lý định hình vải ở giai đoạn tiền xử lý mà chỉ định hình ở giai đoạn xử lý hoàn tất. Vì khi tẩy và nhuộm trong máy Jét thì vải được chuyển động liên tục, tuy ở dạng dây nhưng trong máy đã có cơ cấu gỡ nếp nhăn trong mỗi chu kỳ chuyển động của vải có thể tránh được hiện tượng gấp nếp làm cho không đều màu sau này. Trong bản đồ này cũng không dự định làm bóng vải vì khi kiềm bóng, việc điều chỉnh độ căng đồng đều trên toàn bộ diện tích vải là không dễ dàng. Nếu như độ căng không đều thì phần cotton sẽ nhuộm màu thuốc nhuộm hoạt tính không đồng đều làm cho vải dễ bị loang màu. Do vậy nên quy trình công nghệ xử lý vải dệt kim từ sợi Pe/Co (67/33) thường chỉ gồm các công đoạn sau: * Đối với hàng trắng: Vải mộc → Nấu tẩy kết hợp → Tẩy trắng quang học → Giặt → Ra vải → Vắt → Mở khổ → Xẻ khổ → Văng sấy định hình (kết hợp hồ mềm)  → Cán nỉ → Kiểm tra và bao gói. * Đối với hàng màu: Vải mộc → Nấu tẩy kết hợp → Nhuộm màu → Giặt → Ra vải → Vắt → Mở khổ → Xẻ khổ → Văng sấy định hình (kết hợp hồ mềm) → Cán nỉ → Kiểm tra và bao gói. Đặc điểm của các khâu xử lý này như sau: 2.2.1 - Kiểm tra phân loại chuẩn bị vải mộc. Dệt vải là công đoạn làm thay đổi hình dạng liên kết vật liệu từ sợi nguyên liệu sang vải mộc. Sau khi dệt xong vải dệt kim mộc được chuyển vào kho và lưu trữ ở đây 2 đến 3 ngày, một mặt để dự trữ đảm bảo cho quá trình sản xuất có đủ nguyên liệu để hoạt động liên tục và mặt khác để có thời gian kịp kiểm tra, phân loại đúng số liệu, sửa chữa lỗi dệt, các vết dầu mỡ và xếp thành từng lô hàng riêng. Khi lưu trữ trong kho cần xếp trên bục gỗ cách mặt nền 15 ¸ 20 cm, cách tường khoảng 30¸35 cm và cần phải có biện pháp phòng gián, chuột... khi đưa vào sản xuất cần phải may nối các đầu tấm vào với nhau để tạo thành dây vải. Các dây vải có thể xếp vào hoặc cuộn thành cuộn tròn tùy theo các loại máy, chiều dài các cuộn vải trong một dây có thể thay đổi. Vải dệt kim thường được dệt từ loại sợi chải kỹ, có chất lượng cao, sợi không cần hồ, thường không cần phải qua đốt đầu xơ và không cần phải qua giũ hồ. Tạp chất chứa trong vải Pe/Co cần phải làm sạch ở giai đoạn tiền xử lý, có thể chia làm 2 loại: - Loại thứ nhất: gồm các tạp chất thiên nhiên của xơ bông như: pectin, hợp chất chứa nitơ, đường và axít hữu cơ, chất màu thiên nhiên v..v.. Trong quá trình làm bóng, nấu kiềm và tẩy trắng dưới tác dụng của hóa chất, chúng sẽ phá hủy và chuyển thành các phẩm vật dễ hòa tan, bị giặt ra khỏi vải. - Loại thứ hai: gồm có sáp bông, các chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện (của xơ tổng hợp) và dầu mỡ bám vào khi dệt, khi nấu bằng dung dịch kiềm, 1 phần những chất này sẽ chuyển thành dạng xà phòng và hòa tan vào dung dịch nấu, phần còn lại sẽ tách khỏi vải nhờ tác dụng nhũ hóa của chất trợ (hay còn gọi là chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt). Vì vậy quá trình làm sạch hóa học vải dệt kim hay tiền xử lý sẽ nhằm 2 mục đích cơ bản: Làm sạch các loại tạp chất kể trên để cho vải đạt độ trắng, độ thấm nước, mềm mại cao và nhiều chỉ tiêu khác nữa. Để cho xơ sợi trương nở đều, đảm bảo cho quá trình nhuộm đạt được độ đồng màu và sâu màu cao. 2.2.2 - Nấu tẩy vải. Với thành phần tạp chất của vải Pe/Co như đã trình bày ở trên, để nấu tẩy dệt kim Pe/Co người ta dùng công nghệ nấu tẩy đồng thời để tiết kiệm thời gian, tiết kiệm điện, hơi, nước. Phương pháp này sẽ giảm được các sản phẩm, tăng năng suất lao động. Tác nhân tẩy thường là H2O2 thực hiện ở nhiệt độ dưới 1000C trong các máy kiểu Jét ở dạng dây làm cho sản phẩm bị nhăn. Thành phần dung dịch nấu phải đảm bảo sao cho khử sạch các tạp chất thiên nhiên của xơ bông, chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện ở phần xơ polyeste và các vết dầu mỡ bám bẩn vào trong quá trình kéo sợi và dệt. Mặt khác nấu tẩy còn tạo điều kiện cho xơ bông trương nở đều và xốp hơn để dễ thấm nước, thấm mồ hôi, dễ nhuộm màu, đều màu và sâu màu hơn. Với sơ tổng hợp (PES) đây là quá trình giúp cho xơ trương nở và đồng nhất về cấu trúc, sạch tạp chất để bắt màu tươi sáng hơn. Thành phần dung dịch nấu tẩy gồm có: - Xút (NaOH): Là một kiềm mạnh, trong quá trình nấu nó làm nhiệm vụ thủy phân các tạp chất thiên nhiên của xơ bông và xà phòng, các axít béo có trong dầu mỡ, chất bôi trơn, biến chúng thành dạng dễ tan và dễ giặt sạch ra khỏi vải. Ngoài ra xút còn làm cho xenlulô trương nở để tăng độ xốp, tăng độ mềm mại, độ mao dẫn và bảo vệ hệ keo. - Na2SiO3: Làm nhiệm vụ bảo vệ hệ keo của dung dịch nấu, hấp thụ những phẩm vật bị tách ra khỏi vải, không cho chúng bám dính trở lại vải, đảm bảo cho vải sạch hơn. Mặt khác, nó còn có tác dụng hấp phụ các ion kim loại nặng có trong nước, chuyển chúng từ dạng phân tán cao về dạng phân tán thô khó bám vào vải tránh cho vải không bị các vết gỉ (như gỉ sắt). Khi nấu tẩy đồng thời bằng H2O2 thì nó còn làm nhiệm vụ ổn định tác nhân tẩy trắng. Do Na2SiO3 có nhược điểm là dễ tạo thành các muối không tan với canxi và magiê kết bám vào thành thiết bị rất khó làm sạch, bám vào vải gây ra lỗi nhuộm nên hiện nay người ta ít dùng Na2SiO3 mà thay bằng các hóa chất khác có tác dụng tương tự như: Tinoclarit G, Stabilon HN ... - Chất hoạt động bề mặt (còn gọi là chất trợ tiền xử lý): Đây là tên gọi chung của những chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của dung môi (ở đây là nước) nên làm tăng nhanh tốc độ thấm ướt chất lỏng nấu vào vật liệu (vải). Có nhiều chất hoạt động bề mặt khác nhau, có loại khi hòa tan vào nước phân ly thành hai ion, phần hoạt động bề mặt có thể mang điện tích âm (anion) hoặc mang điện tích dương (cation) và có loại khi hòa tan không phân ly gọi là chất hoạt động bề mặt không mang ion. Mỗi chất họat động bề mặt có một tính năng trội hơn như: ngấm, nhũ hóa, phân tán, làm đều, ổn định hệ thống... Khi nấu vải người ta thường chọn những chất hoạt động bề mặt có khả năng thấm ướt và nhũ hóa cao, đồng thời bền với môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, ít sinh bọt như: Sandoclean PC, Fumal ON... - Chất ngấm: Tăng khả năng thẩm thấu, ngấm thấm dung dịch, làm cho xơ trương nở để thuốc nhuộm dễ dàng đi sâu vào trong xơ sợi như: Cottoclarin KD, Cottoclrin VK, Invadin NF... - Chất bôi trơn: Có tác dụng làm giảm ma sát giữa vải và thiết bị nhằm tạo cho vải chuyển động dễ dàng, trơn hơn và không gây nếp gấp, sọc gỗ, sọc chéo, sọc dọc cho vải như: Avcoslip LB, Persoftal L, Cibaflui C ... - Chất tẩy trắng: Để tạo cho vải có độ trắng cần thiết, trong quá trình làm sạch hóa học người ta dùng hai biện pháp: tẩy trắng hóa học bằng chất oxi hóa hoặc chất khử và tẩy trắng quang học(cơ quang học). Trong bản thiết kế này sẽ dùng biện pháp hóa học bằng chất oxi hóa vì tác dụng tẩy của chúng rất mạnh, đạt độ trắng cao và không bị hồi màu. Các chất oxi hóa dùng nhiều để tẩy vải, sợi là: Hydroperoxit(H2O2); natrihypoclorit(NaClO-nước Javen); Natriclorit (NaClO2) và axít peroxiaxetic (CH3COOOH) ... Trong số các chất oxi hóa trên thì Hydroperoxit (H2O2) là tác nhân thường dùng để tẩy trắng( làm sạch) hóa học đối với các mặt hàng Pe/Co. Đặc điểm và tính chất của (H2O2): Hydroperoxit(H2O2) là chất tẩy trắng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dệt. Nó là một hợp chất kém bền, dễ bị phân hủy vô hiệu khi có mặt kiềm và các muối kim loại nặng như : sắt, chì, đồng, coban v.v... Về tính chất: H2O2 là một axít yếu nên bền trong môi trường axít yếu và kém bền trong môi trường kiềm, kể cả trong môi trường kiềm yếu. Sản phẩm kỹ thuật được sản xuất ở dạng dung dịch nước chứa 30 ¸ 50% H2O2 gọi là perhydrol được bảo quản trong các bình nhựa hoặc nhôm nguyên chất, có chứa 1 lượng axít cần thiết để giữ cho nó ổn định. Các loại bình thủy tinh hoặc sành đều không dùng được vào mục đích này vì không bảo đảm trung tính hoàn toàn. Độ bền của H2O2 phụ thuộc rất nhiều vào trị số pH của môi trường như sau: pH = 1 ¸3 rất bền khi bảo quản pH = 7 có độ bền trung tính pH = 11¸13 (môi trường kiềm mạnh), bị phân giải nhanh và rất kém bền vững. · Khả năng tẩy trắng của H2O2 Trong điều kiện tẩy do H2O2 thoát ra oxi nguyên tử (oxi sơ sinh) có khả năng oxi hóa rất mạnh, có tác dụng phá hủy màu của những tạp chất còn lại trên vải làm cho vải trắng. Phản ứng thoát ra oxi nguyên tử được giải thích do: Trong môi trường kiềm, H2O2 bị phân giải theo phản ứng dây chuỗi liên tiếp: H2O2 H+ + HO2- ( 1). Do H+ bị ion OH- của kiềm thu hút nên phản ứng phân ly (1) tiếp tục chuyển về phía tay phải, và sau đó: HO2- + H2O2 H2O + OH- + 2O (2) H2O2 + OH- H + H2O (3) Cứ như vậy phản ứng liên tục xảy ra và oxi nguyên tử thoát ra có tác dụng tẩy trắng. H H O … O H H O O + H2O2 thường tồn tại ở 2 dạng: Trong môi trường kiềm, nó ở dạng 2 nhiều hơn, dạng này kém bền vững hơn dạng (1) và dễ thoát ra oxi nguyên tử. · Phạm vi sử dụng: Ưu điểm của H2O2 là có khả năng tẩy mạnh, sản phẩm đạt được độ trắng cao, môi trường tẩy vệ sinh, công nghệ đơn giản, tẩy được ở nhiệt độ cao, giặt sạch sản phẩm không gặp khó khăn. Nhược điểm: H2O2 phải tẩy trong môi trường kiềm, không làm tăng thêm độ trắng của 1 số vải tổng hợp, không dùng cho các mặt hàng từ xơ axêtat. H2O2 được sử dụng chủ yếu để tẩy các loại vải dệt kim từ xơ bông, vixcô, vải polyeste pha bông. Nó cũng được dùng để tẩy trắng lụa tơ tằm và len nhưng phải khống chế trị số pH dưới 8 (không dùng xút mà dùng amoniăc). Thiết bị tẩy phải chế tạo bằng thép không gỉ. 2.2.3 - Tăng trắng quang học. Sau khi tẩy trắng hóa học tuy các chất màu thiên nhiên của vải đã bị phá hủy, vải đã đạt được độ trắng 82¸85%, song với các mặt hàng để trắng thì chỉ tiêu này vẫn chưa đạt yêu cầu, tẩy thêm nữa bằng biện pháp hóa học sẽ không tăng được độ trắng mà còn làm mục vải. Để tăng độ trắng của vải hơn nữa người ta dùng biện pháp quang học, trong sản xuất gọi là tăng trắng quang học hay lơ quang học. Vì thực chất của quá trình này là do hiệu quả quang học mang lại và được giải thích như sau: sắc vàng hay ánh vàng còn lại sau khi tẩy hóa học rất khó khử sạch làm cho vải hoặc giấy có màu trắng đục. Dựa vào nguyên lý bổ trợ màu của 1 số tia đơn sắc trong quang phổ ánh sáng mặt trời thì tia vàng sẽ bị triệt tiêu khi phối với tia xanh lam để thành tia vô sắc (tia trắng), làm cho vật liệu trắng xanh mà mắt ta cảm thụ gần như chúng đạt độ trắng tuyệt đối (100%). a) Về bản chất: Chất tăng trắng quang học là những hợp chất hữu cơ, có cấu tạo tương tự như thuốc nhuộm nhưng không có màu, ở dạng bội đa số có màu vàng nhạt. Đặc điểm chung của các hợp chất này là chúng có khả năng hấp thụ các tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời với bước sóng l=335¸375mm (ở bước sóng này mắt người không cảm thụ được), và biến năng lượng vừa hấp thụ được thành quang năng, phát ra những bước sóng lớn hơn (l=400¸450mm) so với những tia nó đã hấp thụ. Những tia này nằm ở phần đầu của miền quang phổ thấy được và có màu xanh tím. Màu này sẽ phối hợp và trung hòa sắc vàng còn lại trên vật liệu, làm cho vật liệu trở nên không màu và mắt ta cảm thấy nó trắng biếc. Ngoài tác dụng tạo độ trắng cao do hiệu quả quang học, những hợp chất này còn tạo cho vật liệu có độ bóng nhất định do tác dụng phát huỳnh quang của chúng, nên trong tên gọi mới có chữ fluorescent (có nghĩa là huỳnh quang). - Các chất tẩy trắng quang học dùng trong công nghiệp dệt có ba loại: + Loại thứ nhất: Gồm những chất hòa tan trong nước và phân ly thành ion, ion có tác dụng tăng trắng quang học, mang điện tích âm (anion) chúng được dùng để lơ các loại vải từ xenlulô (bông, visco), len, tơ tằm. Chúng có khả năng liên kết với vật liệu tương tự như thuốc nhuộm trực tiếp, nên có độ bền nhất định với giặt giũ, ánh sáng và các ảnh hưởng khác. + Loại thứ hai: gồm những chất cũng hòa tan trong nước và phân ly thành ion, những ion có tác dụng tăng trắng quang học tích điện dương (cation), được dùng để tăng trắng cho vải dệt từ sợi PAN. + Loại thứ ba: Gồm những chất tăng trắng quang học không hòa tan trong nước nên không phân ly thành ion, chúng được sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao giống như thuốc nhuộm phân tán, được sử dụng để tăng trắng quang học cho xơ tổng hợp nghĩa là xơ nhiệt dẻo và ghét nước. Việc xử lý tăng trắng quang học cho xơ này phải thực hiện hoặc là ở nhiệt độ cao (130¸1500C), áp suất cao hoặc là theo phương pháp gia nhiệt khô (Thermosol) ở 180¸2100C. Những chất tăng trắng loại này cũng được chế tạo để dùng chung cho nhiều loại xơ hoặc chỉ dùng riêng cho một loại xơ. b) Điều kiện công nghệ tăng trắng quang học: Điều kiện xử lý tăng trắng quang học cho các loại vải hoàn toàn khác nhau. Đối với các loại vải pha, như Pe/Co thì phải sử dụng hỗn hợp cả hai loại tăng trắng quang học và thực hiện công nghệ làm hai giai đoạn: xử lý ở nhiệt độ cao dể tăng trắng cho phần xơ PES và xử lý ở nhiệt độ dưới 1000C để tăng trắng cho phần xơ bông. c) Hiệu quả tăng trắng quang học: Chất tăng trắng quang học chỉ phát huy đầy đủ hiệu lực của nó trong ánh sáng trắng (ánh sáng thiên nhiên), nhất là về buổi sáng vì lúc đó ánh sáng chứa nhiều tia tử ngoại. Trong ánh sáng nhân tạo, do chứa ít tia tử ngoại nên hiệu lực tăng trắng của nó thấp hơn hẳn so với dưới ánh sáng thiên nhiên. Vì vậy, để đánh giá độ trắng của vải, người ta phải dùng đèn xênon, được coi là nguồn ánh sáng chuẩn. Chất lượng tăng trắng quang học cũng được đánh giá bằng các chỉ tiêu như với thuốc nhuộm: độ trắng đạt được, độ bền với giặt giũ, ánh sáng, bền với các dung dịch kiềm, axít v.v… 2.2.4 - Giặt vải. Giặt là khâu quan trọng trong quá trình xử lý ướt sản phẩm dệt. Là công đoạn được áp dụng thường xuyên, giặt là khâu cần thiết nếu không có giặt thì quá trình xử lý sản phẩm sẽ không thực hiện được, nên giặt được thực hiện sau các giai đoạn: - Nấu vải - Tẩy vải - Làm bóng - Nhuộm - In Và sau một số công đoạn khác cũng phải xử lý giặt. Trong các quá trình trên sau mỗi công đoạn xử lý bán sản phẩm đều phải giặt kỹ, sau đó mới chuyển sang các công đoạn khác được, cho nên trong thực tế giặt được xem như là một phần không thể thiếu và tách rời được trong các phương pháp xử lý ở trên. Có thể nói giặt là biện pháp để loại trừ các tạp chất còn nằm lại ở trên xơ sợi như: những chất có nguồn gốc thiên nhiên (sáp thiên nhiên, chất pectin...) hoặc các chất đưa vào sợi những hóa chất khác như dầu mỡ bám vào trong quá trình gia công béo sợi, dệt hoặc sản phẩm của các phản ứng hóa học khác, những phần tử thuốc nhuộm chỉ bám ngoài mặt xơ sợi không liên kết với xơ sợi, các hóa chất, chất phụ trợ có trong dung dịch nhuộm còn dư lại trên xơ sợi sau một quá gia công nhất định. Phương pháp giặt và kết quả giặt phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Những chất bẩn này được phân biệt như sau: + Những chất tan được trong nước. + Nhũ tương của các chất kỵ nước. + Sự phân tán của các chất rắn. Không nên thực hiện quá trình giặt xả lạnh ngay sau khi kết thúc quá trình nhuộm, xả lạnh lúc đó không những làm thất thoát năng lượng còn lại của vải và máy mà còn làm cho sợi bị sốc nguội đột ngột làm khả năng tăng nhàu và ngưng việc khuyếch tán màu vào xơ. Vì vậy nên người ta thường giặt nóng hoặc giặt ấm sau khi nhuộm để làm sạch các chất điện ly, kiềm, quan trọng là những thuốc nhuộm chỉ bám mặt ngoài của sợi. 2.3 - Thuốc nhuộm sử dụng để nhuộm cho vải Pe/Co. Vải Pe/Co được cấu tạo từ 2 loại xơ: Xơ polyeste và xơ bông (cotton) các tính chất nhuộm của xơ bông và xơ polyeste khá khác nhau và hầu hết các phương pháp nhuộm đối với hỗn hợp pha trộn chúng bao gồm những công đoạn riêng để tạo màu cho 2 loại xơ. Thành phần polyeste luôn được nhuộm trước với hỗn hợp thuốc phân tán trong môi trường axít yếu, ở nhiệt độ trên 1000C. Đối với xơ bông, có sự lựa chọn thuốc nhuộm, sự lựa chọn thực tế phụ thuộc vào màu mong muốn, loại hoàn tất yêu cầu, các tính chất độ bền màu, đòi hỏi giá thành và máy móc có thể sử dụng. Thành phần bông thường được nhuộm bằng nhiều lớp thuốc nhuộm như: hoạt tính, trực tiếp, hoàn nguyên, lưu huỳnh hoặc azo không tan. Trong bản thiết kế này thuốc nhuộm hoạt tính được lựa chọn để nhuộm cho phần xơ bông vì nó có màu tươi sáng, có độ bền màu khá cao với xử lý ướt rất thích hợp cho hàng dệt kim. 2.3.1 - Thuốc nhuộm phân tán. Thuốc nhuộm phân tán là những hợp chất màu rất ít tan trong nước do không chứa các nhóm có tính tan như: -SO3Na, -COONa. Những thuốc nhuộm phân tán đầu tiên được sản xuất vào những năm đầu thế kỷ XX. Tên gọi của thuốc nhuộm này chỉ rằng chúng có độ hòa tan rất thấp trong nước, chỉ trong khoảng từ 0,2 ¸ 8mg/l ở 250C. Tăng nhiệt độ 80 ¸1000C độ hòa tan của chúng cũng chỉ đạt 0,5g/l - Trong phân tử có chứa nhóm amin ở dạng tự do hoặc ankyl hóa, nên thuốc nhuộm trung tính hay có tính bazơ yếu. - Có khối lượng phân tử không lớn (250 ¸ 300), kích thước phân tử nhỏ và cấu tạo không phức tạp. - Nhiệt độ nóng chảy và thăng hoa của thuốc nhuộm phải tương đối cao (250 ¸ 300oC) - Ở dạng huyền phù phân tán cao, kích thước hạt chủ yếu trong khoảng 0,2¸2mm; trong quá trình nhuộm và in hoa, chúng không chịu bất kỳ một biến dạng nào. a) Ưu điểm: thuốc nhuộm phân tán có đủ gam mầu từ vàng đến đen, màu của chúng tươi bóng; được dùng chủ ‏yếu để nhuộm xơ tổng hợp và một số vật liệu cao phân tử. Chúng cũng được dùng phổ biến để in hoa vải tổng hợp, vải pha theo các phương pháp truyền thống và hiện nay đang được sử dụng để in hoa theo phương pháp in thăng hoa hay in chuyển. - Những hợp chất màu dùng làm thuốc nhuộm phân tán cần phải thỏa mãn các chỉ tiêu: có độ bền màu cao với giặt, ánh sáng, khói lò và đặc biệt là với thăng hoa. Để cho thuốc nhuộm phân tán có thể đi sâu vào trong xơ, khi nhuộm cũng như in hoa đều phải xử lý ở nhiệt độ cao từ 130 ¸135% theo phương pháp nhiệt độ cao, áp suất cao hoặc 180 ¸ 220oC theo phương pháp thermosol. Một số mặt hàng thuốc nhuộm phân tán được các hãng và các nước trên thế giới sản xuất như: Duranol T, Dispersol, Serizol (ICI – Anh). Synten P (Ciech – Ba Lan) Vialonfast, perliton, Samorone (Bayer - Đức). Terasil, Sibaset (Ciba – Geigy) v.v... Gần đây 1 số hãng sản xuất ra các loại hỗn hợp từ 2-3 loại thuốc nhuộm khác nhau để nhuộm và in hoa cho vải tổng hợp pha với xơ thiên nhiên. b) Cơ chế nhuộm: Điểm đặc trưng của vải từ xơ PES là khó nhuộm do loại xơ này có cấu trúc chặt chẽ, tỷ lệ vi tinh thể khá cao, tính k‏ị nước (ghét nước) của xơ cao, trong nước xơ rất khó trương nở, ở nhiệt độ dưới 100oC hầu như không bắt màu. ở điều kiện tiêu chuẩn 120oC và độ ẩm tương đối của không khí là 65%. Xơ PES chỉ ngậm 0,4% ẩm (còn gọi là hàm ẩm). Xơ PES cũng như các xơ tổng hợp khác thuộc loại xơ nhiệt dẻo, nó chuyển sang trạng thái mềm ở 230 ¸235oC và chảy lỏng ở 265 ¸ 270oC (tùy chủng loại xơ). Do những đặc điểm kể trên xơ PES không bắt màu bằng các loại thuốc nhuộm hòa tan trong nước, trong thực tế nó chỉ nhuộm màu bằng thuốc nhuộm phân tán. Mặc dù thuốc nhuộm phân tán đã được sản xuất và sử dụng khá phổ biến, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về cơ chế nhuộm nhưng đế nay vẫn chưa thực rõ về thực chất của vấn đề này. Hiện nay có 2 ý kiến giải thích bản chất của quá trình nhuộm như sau: - Ý kiến thứ nhất cho rằng: theo thuyết dung dịch rắn thì trong quá trình nhuộm, các hạt thuốc nhuộm không tan trong nước, ở nhiệt độ cao sẽ hòa tan vào xơ sợi, xơ sợi coi như dung dịch rắn của thuốc nhuộm, sau đó bám dính vào xơ sợi bằng các lực liên kết phân tử và liên kết hydro. Hiện tượng này có thể minh họa tương tự như dầu mỡ và xăng không hoà tan trong nước nhưng chúng lại tan vào nhau, xăng là dung môi của dầu mỡ. - Ý kiến thứ hai cho rằng: trong quá trình nhuộm, ở nhiệt độ cao xơ PES nói riêng và xơ tổng hợp nói chung bị trương nở mạnh, lực liên kết giữa các mạch đại phân tử yếu đi và thuốc nhuộm sẽ khuếch tán vào sâu trong xơ sau đó thực hiện các liên kết với xơ và được giữ lại bền vững trên vải. Dựa vào cơ sở khoa học của các thuyết này và tính chất của xơ PES người ta đã tìm ra phương pháp nhuộm vải PES: + Phương pháp nhuộm dùng chất tải (chất dẫn đường). + Phương pháp nhuộm ở nhiệt độ cao, áp suất cao. + Nhuộm theo phương pháp thermosol (gia nhiệt khô). Trong 3 phương pháp nói trên thì phương pháp nhuộm ở nhiệt độ cao, áp suất cao theo phương pháp gián đoạn (tận trích) trên máy Jét là thích hợp hơn cả cho hàng dệt kim và được lựa chọn để nhuộm cho phần xơ PES. Đơn và quy trình công nghệ nhuộm sẽ được giới thiệu trong phần thiết kế công nghệ. 2.3.2 - Thuốc nhuộm hoạt tính. Là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện được các mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Nhờ vậy mà chúng có độ bền màu với gia công ướt, ma sát và nhiều chỉ tiêu khác. a) Ưu điểm: thuốc nhuộm hoạt tính có đủ gam màu, màu tươi, giá thành sản xuất không cao, kỹ thuật nhuộm và in không phức tạp, nên tuy thuốc nhuộm này mới ra đời từ năm 1956 nhưng đến nay đã có hàng nghìn màu khác nhau được sản xuất và được sử dụng ngày càng phổ cập để nhuộm nhất là để in hoa. Bất kỳ một thuốc nhuộm hoạt tính nào cũng có thể viết dưới dạng công thức tổng quát: S - Ar - T – X. S: là nhóm tạo cho phân tử thuốc nhuộm tính tan Ar: là nhóm gốc thuôc nhuộm(gốc màu) T: là gốc mang nguyên tử phản ứng X: là nguyên tử phản ứng Hầu hết thuốc nhuộm hoạt tính hòa tan tốt trong nước và bắt màu vào vật liệu trong môi trường kiềm yếu. Chúng được dùng chủ yếu để nhuộm các loại vật liệu từ xenlulô, lụa tơ tằm, các loại len dạ, các loại vải từ xơ nilon. Khi tham gia phản ứng với xơ sợi, bên cạnh phản ứng chính còn có phản ứng phụ, thủy phân thuốc nhuộm về dạng mất hoạt tính, làm giảm hiệu lực của chúng. Dạng đã bị thủy phân còn khó giặt sạch khỏi vải, làm giảm các phẩm cấp về các chỉ tiêu bền màu và là nhược điểm chính của thuốc nhuộm. b) Phạm vi sử dụng: Thuốc nhuộm hoạt tính được chia làm hai loại: loại để nhuộm cho xơ xenlulô, len, tơ tằm và loại để nhuộm xơ PAD. Theo tính chất kỹ thuật loại thứ được chia làm ba nhóm: - Nhóm thuốc nhuộm nguội, trong tên gọi có chữ M hay chữ X, chúng có khả năng phản ứng cao, phải nhuộm ở trong môi trường kiềm yếu ở nhiệt độ thấp (25 ¸300C). - Nhóm thuốc nhuộm nóng: trong tên gọi có chữ H, khi nhuộm thì trị số pH của dung dịch trong khoảng 10 ¸ 11 ở nhiệt độ 600C. - Nhóm nhuộm nhiệt độ cao, trong tên gọi không có ký hiệu gì đặc biệt hoặc có chữ HT, chúng có khả năng phản ứng thấp so với hai nhóm trên nên chúng có thể nhuộm tận trích ở 70 ¸ 900C trong môi trường kiềm mạnh hơn. Theo mức độ giảm dần khả năng phản ứng, các mặt hàng thuốc nhuộm hoạt tính có thể sắp xếp theo thứ tự sau: Procion M, X (có khả năng phản ứng cao nhất) Drimaren K, R Levafix E – A Cibacron F Levafix E Remazol Cibacron Bazilen EP Cibacron E, A, P; Procion H, H – E; Cibacron (reacton) T; Drimaren X và Z (có khả năng phản ứng thấp nhất). Mỗi loại thuốc nhuộm kể trên cũng có những màu có khả năng phản ứng cao hơn hoặc thấp hơn ít nhiều, thứ tự sắp xếp này chỉ là tương đối, được dùng chủ yếu khi thiết lập công nghệ nhuộm. - Thành phần của dung dịch nhuộm: Tương ứng với ba nhóm nhuộm kể trên, thành phần của dung dịch nhuộm khi nhuộm khi nhuộm tận trích có thể lấy như sau: Thành phần dung dịch nhuộm (g/l) Thuốc nhuộm Có ký hiệu M Có hý hiệu H Không có ký hiệu Thuốc nhuộm (theo màu) Tác nhân kiềm Chất điện ly (NaCl, Na2SO4) Chất ngấm X Na2CO3 hay NaHCO3 5 - 15 30 ¸ 60 0,2 ¸ 0,5 X Na2CO3 10 - 15 40 ¸ 70 0,2 ¸ 0,5 X Na2CO3 12 - 20 40 ¸ 100 0,2 ¸ 0,5 Khi chuẩn bị dung dịch nhuộm thì thuốc nhuộm và chất ngấm được hòa thành dung dịch riêng, muối ăn và dung dịch kiềm được hòa tan thành dung dịch riêng và đưa vào máy theo những giai đoạn nhất định. Trong ba nhóm thuốc nhuộm nói trên thì nhóm thuốc nhuộm nóng, trong tên gọi có chữ H sẽ được lựa chọn để nhuộm cho phần xơ bông theo phương pháp tận trích thực hiện trên máy Jét. Đơn và quy trình công nghệ nhuộm sẽ được giới thiệu trong phần thiết kế công nghệ. 2.4 - Yêu cầu về thiết bị tiền xử l‎ý. Hiện nay trình độ kỹ thuật, công nghệ của thiết bị nhuộm ở nước ta còn lạc hậu so với trình độ kỹ thuật nói chung trên thế giới. Do vậy, chất lượng sản phẩm còn hạn chế, chưa đáp ứng được hết nhu cầu của khách hàng. Hầu hết các loại vải dùng cho ngành dệt may có chất lượng cao còn phải nhập khẩu. Thiết bị công nghệ lạc hậu dẫn đến năng suất lao động thấp, hạn chế sự phát triển của ngành dệt may. Để có sản phẩm có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu khắt khe đối với sản phẩm xuất khẩu, thiết bị và công nghệ sản xuất cần được lựa chọn sao cho thích hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Trong chiến lược tăng tốc của ngành dệt may thì đối với phần thiết bị, công nghệ được các nhà quy hoạch xác định rất rõ ràng: thiết bị công nghệ lắp đặt phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng, năng suất, giá thành và không gây ô nhiễm môi trường... Ngày nay với sự phát triển rất mạnh mẽ của công nghệ cơ khí chính xác, tự động hóa cao, công nghệ điện tử... nên thiết bị nhuộm của thế hệ mới luôn được trang bị các hệ thống kiểm soát chất lượng đã tạo ra được một bước đáng kể trong công nghệ nhuộm. Thiết bị chính được sử dụng trong công đoạn này là máy Jét. Máy Jét có nhiều loại và được nhiều công ty trên thế giới chế tạo với các tên gọi khác nhau. Để phù hợp với yêu cầu công nghệ và khả năng đầu tư, máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo sẽ được lựa chọn để sử dụng trong bản thiết kế này. M‎áy Jét do hãng Đài Loan chế tạo là máy nhuộm cao áp có nhiều loại, với công suất từ 50kg đến 1200 kg mỗi mẻ. Tùy theo công suất của máy mà số họng dẫn vải ở mỗi máy có khác nhau: Công suất máy(kg vải /mẻ) Số họng dẫn vải Loại 50 1 Loại 200 2 Loại 300 4 Loại 400 4 Loại 500 4 Loại 600 4 Loại 1000 8 Loại 1200 8 Hoạt động với dung tỷ 1:8 ¸ 1:10 có trường hợp 1:20, nhưng tối ưu là 1:10 và sẽ được lựa chọn để sử dụng trong bản đồ án này. Có 3 kiểu máy Jét do Đài Loan chế tạo được giới thiệu sử dụng cho hàng dệt kim gồm 50kg, 400kg, 600kg. Các máy Jét ở đây được sử dụng để nấu tẩy và nhuộm vải dệt kim như: sợi cotton 100%, vải Pe/Co, vải polyeste 100% với trọng lượng g/m2 khác nhau. Những máy Jét này ngoài khác nhau về công suất còn khác nhau về thế hệ chế tạo, chủ yếu khác nhay về phần điều khiển tự động và cách bố trí các van trên máy. Song về nguyên tắc hoạt động cơ bản là như nhau. Đây là những máy đa năng, có thể để nấu, tẩy, giặt nhuộm cho vải bông, vải tổng hợp, vải pha ở nhiệt độ cao 130 ¸1500C và áp suất cao tương ứng. * Các thông số kỹ thuật của máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo: - Điện áp làm việc: 380 ± 20V. - Vật liệu chế tạo máy: thép không gỉ, nhưng không dùng được đối với các dung dịch có chứa ion Clo hoạt động (Cl+) như dung dịch Natrihyboclorit (Nước Javel). - Nước dùng cho quá trình tẩy, nhuộm phải có độ cứng £ 650G. - Nước dùng để làm nguội (hạ nhiệt độ) phải có độ cứng 0,50G - Áp lực hơi cấp vào máy P = 5KG/cm3 - Trọng lượng của vải có thể đưa vào gia công: 60g/m2 ¸ 350g/m2. - Chiều dài một dây vải trên 1 họng (mét): 285 ¸ 1666. Khi sử dụng máy Jét Đài Loan, tuỳ theo trọng lượng của vải (dày, mỏng) mà người ta điều chỉnh các thông số kỹ thuật cho phù hợp. * Ưu điểm của máy Jét Đài Loan: - Nhiều thế hệ, đáp ứng được yêu cầu sản xuất. - Chất lượng gia công cao - Tốc độ vận chuyển vải lớn. - Chu kỳ tuần hoàn dung dịch lớn. - Giá thành vừa phải. Trong số các máy Jét do hãng Đài Loan chế tạo thì loại máy HA - 400 thuộc thế hệ mới với công suất 400kg/mẻ và số họng dẫn vải là 4 họng sẽ được lựa chọn để sử dụng cho cả quá trình nấu tẩy và nhuộm vải dệt kim Pe/Co. 2.4.1 - Đặc tính kỹ thuật của máy Jét Đài Loan HA – 400. - Nhiệt độ tối đa: 1400C. - Áp lực máy tối đa: 4Kg/cm2 - Dung tích: 2400 ¸ 3200 (lít) - Năng suất 1 mẻ: 300 ¸ 400 (Kg). - Công suất mỗi họng: 100 ¸ 150 (Kg/1 họng) - Công suất máy: 27 (KW) - Tốc độ chuyển động của vải: 200 ¸ 500 (m/phút). - Chiều dài thân máy: 4555 x 4 (mm). - Chiều rộng: 2800 (mm). - Chiều cao: 2500 (mm). - Lượng hơi cần thiết cho 1 chu kỳ: 690 (Kg). - Lượng nước lạnh cho 1 chu kỳ: 4000 (lít). - Dung tỷ 1 : 10. 2.4.2 - Cấu tạo của máy. Cũng như máy Jét của các nước khác chế tạo, các loại máy Jét do Đài Loan chế tạo cũng gồm các bộ phận chính: Thân máy, bình gia nhiệt, bơm chính, guồng họng, guồng ra vải, các van điều khiển khí nén, van tay, hệ thống cấp nước, hơi và pha chế hoá chất, tủ điện chính trên máy. Dưới đây chỉ trình bày chủ yếu các bộ phận của máy HA – 400 thuộc thế hệ mới. a) Thân máy: Thân máy có hình trụ nằm ngang làm nhiệm vụ chứa vải và dung dịch xử lý, làm chức năng của máng nhuộm, là nơi thực hiện các quá trình hoá học, hoá lý khi nấu - tẩy, nhuộm và giặt vải. Thân máy được chết tạo bằng thép không gỉ SUS – 340, chịu được áp lực và nhiệt độ cao, chịu tác dụng của hoá chất, nhưng không bền với các chất oxi hoá chứa Clo hoạt động. Với loại máy HA – 400 mỗi máy có 2 cửa thao tác và có 2 guồng chính dẫn vải, mỗi guồng phục vụ cho 2 họng và từ đó sẽ có 4 thân máy dài như nhau dùng để gia công 4 dây vải mỗi dây 100kg. Khi máy hoạt động các dây vải này lần lượt từ thân máy qua guồng dẫn vải vào miệng Jét (họng) đi vào ống dẫn rồi về thân máy độc lập với nhau, riêng trong từng thân máy. Như vậy mỗi máy của biểu này sẽ có 4 thân máy, 4 ống dẫn vải và 2 guồng dẫn, mỗi guồng phục vụ cho 2 dây vải xử lý trong 2 thân. Phía dưới mỗi thân, dọc suốt theo chiều dài đều có sàn (đáy giả) bằng các tấm thép không gỉ có đột lỗ cho dung dịch dễ dàng tuần hoàn từ thân máy về bơm ly tâm và ngăn ngừa vải bị tắc miệng hút của bơm chính. - Họng Jét: ở đầu trên của mỗi ống dẫn vải đều có đặc một họng Jét. Họng có hình phễu, vành loa rộng dẫn phía sau, được tạo rời. Tuỳ theo các loại vải dày mỏng khác nhau mà dùng loại họng cho thích hợp, theo nguyên tắc vải càng dày thì phải dùng loại họng có đường kính càng lớn. Chức năng của họng Jét là tạo ra dòng chảy có tốc độ cao một mặt để đẩy vải chuyển động, mặt khác khi thay đổi áp lực từ nơi tiết diện họng nhỏ đến vành phễu có tiết diện lớn hơn, vải sẽ được gỡ các nếp nhăn vừa mới tạo thành ở mỗi vòng chuyển động. Đây vừa là ưu điểm của máy Jét và các kiểu máy nhuộm cao áp khác, bảo đảm có thể nhuộm được vải tổng hợp, vải tổng hợp pha xơ thiên nhiên ở nhiệt độ cao không bị nhăn, sọc, vệt. - Guồng dẫn vải: có thể phục vụ riêng cho một thân máy hay đồng thời cho hai thân máy, dùng để đưa dẫn vải từ thân máy lên họng Jét và vải ra khỏi họng Jét khi nó bị tắc hoặc rối. Guồng dẫn vải làm bằng các thanh thép không gỉ xếp thành hình tám cạnh để tạo độ ma sát cần thiết cho dây vải bám khi chuyển động. Tốc độ guồng được điều chỉnh theo áp lực ở họng Jét theo nguyên tắc lượng vải cấp vào phải bằng lượng vải đi ra khỏi họng trong một đơn vị thời gian. Trong thân máy, bên dưới guồng có một vòng tròn khoan nhiều lỗ nhỏ, nối với van ngược. Cơ cấu này làm nhiệm vụ gỡ rối. Nếu như ở họng Jét hay ở guồng vải bị rối thì người ta khoá van thuận (bơm dung dịch vào họng) và mở van ngược, khi này dòng chất lỏng sẽ kéo vải trở lại thân máy. Cơ cấu này còn có tác dụng giảm bớt tốc độ vải vào họng khi điều chỉnh hoạt động của máy. Sơ đồ cấu tạo guồng dẫn và họng Jét 1 – Dây vải 2 – Guồng dẫn 3 – Họng Jét b) Bình gia nhiệt: Bình gia nhiệt có cấu tạo hình trụ nằm ngang, phần gia nhiệt gồm một hệ thống ống thẳng bằng thép không gỉ đặt theo kiểu ống chùm để trao đổi nhiệt theo phương thức gián tiếp, dung dịch thuốc nhuộm hay hoá chất đi bên trong các ống chùm, còn hơi hay nước làm mát đi bên ngoài các ống này - ngược chiều với dòng chảy của dung dịch bên trong ống. Nhờ phương thức truyền nhiệt gián tiếp này mà dung tỷ trong máng nhuộm sẽ không đổi suốt trong thời gian nhuộm hay nấu tẩy vải. Để thường xuyên tách các đầu xơ sợi và tạp chất khỏi dung dịch nhuộm, vừa bảo vệ cánh của máy bơm, vừa tránh tắc dòng và đảm bảo cho vải được xử lý đều, trước khi dung dịch đi vào các ống trao đổi nhiệt nó được bơm qua hệ thống lưới lọc để tách tạp chất cơ học. Cứ sau mỗi mẻ nhuộm hay nấu tẩy cần vệ sinh lưới lọc một lần. Chức năng của bình gia nhiệt: Để nâng nhiệt độ của dung dịch khi nấu tẩy, nhuộm và hạ nhiệt độ khi giặt nguội vải. c) Bộ phận pha hoá chất, thuốc nhuộm: Bộ phận này làm nhiệm vụ hoà thuốc nhuộm hay hoá chất từ dạng bột hay dạng lỏng thành dạng hoà tan hay phân tán cao đến một nồng độ nhất định trước khi cấp vào máy. Dưới tác dụng khuấy mạnh của cánh khuấy thuốc nhuộm hay hoá chất được tan nhanh, triệt để và đồng đều trong toàn bộ khối dung dịch đậm đặc, bảo đảm cho quá trình nhuộm được đều màu. Dung tích của bình 1000lít. d) Hệ thống van điều khiển: Để điều khiển quá trình công nghệ, ở máy Jét Đài Loan có một hệ thống van điều khiển bằng khí nén và bằng tay. - Trên thân máy có hệ thống van piston điều khiển bằng khí nén (hai đầu khí nén) gồm: van lấy nước, van xả nước, van giặt đuổi, van trích dịch, các van cấp áp suất và xả áp bằng tay. - Trên bình gia nhiệt (bình trao đổi nhiệt) có các van một đường khí nén dùng cho việc cấp hơi, cấp nước làm mát, xả nước nóng, xả nước lạnh. - Trên hệ thống bình pha có van điều khiển hai đường khí nén: van cấp, van tuần hoàn, van xả, van lấy nước, van lấy hơi bằng tay. Sơ đồ cấu tạo của máy Jét do Đài Loan chế tạo. 1– Thân máy 7 – Dây vải 13 – Van cấp khí nén. 2 – Cửa vào máy 8 – Bình gia nhiệt. 14 – Van chảy tràn 3 – Guồng dẫn vải 9 – Bộ phận lọc 15 – Van chỉnh dòng 4 – Họng Jét 10 – Bơm chính 16 – Van xả dịch thải 5 – Ống dẫn vải 11 – Bình pha hoá chất 17 – Van chỉnh áp 6 – Sàn chứa vải (đáy giả) 12 – Bơm cấp dung dịch 18 – Van an toàn 2.4.3 - Nguyên lý làm việc của máy Jét Đài Loan. Khi mắc vào máy vải được xử lý ở dạng dây và được khâu thành vòng tròn, các dây vải được mắc tách riêng nhau, khi máy hoạt động thì chúng liên tục chuyển động, dung dịch được bơm từ thân máy qua màng lọc và thiết bị gia nhiệt phun mạnh vào miệng Jét, đẩy dây vải chuyển động trong ống bằng dòng thuỷ lực có áp suất cao. Trong mỗi vòng chuyển động, khi ra khỏi ống dẫn dây vải đi vào vùng giảm áp, bùng ra và thay đổi nếp gấp. Nhờ vậy mà các loại vải tổng hợp và vải pha khi xử lý ở nhiệt độ cao không bị nhăn. Các loại máy này thường được trang bị kèm theo hệ thống pha chế và cấp dung dịch, hệ thống điều khiển tự động theo chương trình bằng máy tính. 2.5 - Công nghệ hoàn tất. Vải sau khi nấu tẩy và nhuộm sẽ được xử lý hoàn tất. Mục đích chính của hoàn tất là bổ sung một số đặc tính cho sử dụng cuối cùng của vải; cải thiện một số tính chất quý vốn có của vải hoặc hiệu chỉnh một số các tính chất xấu xảy ra sau công đoạn xử lý trước và sau nhuộm màu. Quá trình xử lý hoàn tất được chia làm 2 loại: - Các quá trình hoàn tất hóa học: xử lý bằng các hóa chất đặc biệt để biến đổi các đặc tính vốn có của vải. - Các quá trình hoàn tất cơ học: xử lý bằng các tác động vật lý của thiết bị lên vải. Quá trình hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co gồm các công đoạn sau: Sau khi nấu tẩy và nhuộm thì vải được: Vắt → Mở khổ → Xẻ khổ → Văng sấy định hình (kết hợp với hồ mềm) → Cán nỉ → Kiểm tra và bao gói. Đặc điểm cảu các khâu xử lý hoàn tất này như sau: 2.5.1 - Vắt (tách nước). Sau các quá trình xử lý ướt (nấu tẩy, giặt, nhuộm…) trên vải dệt kim ướt còn chứa 200¸250% nước ẩm so với khối lượng vải khô. Lượng nước này nhiều hay ít phụ thuộc vào vải dệt từ xơ thiên nhiên hay xơ tổng hợp hoặc vải pha. Vắt ly tâm nhằm mục đích đưa hàm ẩm của vải về hàm ẩm quy định. Đối với vải Pe/Co, hàm ẩm sau vắt khoảng 35%. Vải sau khi vắt sẽ giúp cho các quá trình công nghệ tiếp theo được thuận lợi hơn, giúp cho quá trình ngấm hồ hoàn tất ở máy văng đạt mức ép của vải khoảng 85¸90% theo yêu cầu công nghệ. * Thiết bị: chọn máy vắt ly tâm ký hiệu ES của hãng Pozzi (Italia). Đây là loại máy vắt ly tâm kiểu treo và cho phép vắt kiệt đến mức ép khoảng 60¸70%. - Nguyên lý hoạt động: vải chất vào thùng hình trụ, thùng có đột nhiều lỗ và đặt vào máy. Khi máy chạy, thùng chứa vật liệu quay tròn xung quanh ngõng trục, nhờ lực ly tâm tác động mạnh lên vải, phần nước nào không liên kết chặt chẽ với vật liệu sẽ bị văng ra khỏi vải qua các lỗ của thành thùng và thoát ra ngoài. - Các thông số của máy: (máy loại 150kg vải khô/mẻ tương ứng với 300¸400 kg vải ướt) + Đường kính ´ Chiều cao thùng chứa vải = 1500´690 (mm). + Tốc độ quay: 750 (vòng/phút). + Kích thước máy: Dài ´ Rộng ´ Cao = 2500´2100´1200 (mm). + Tổng công suất điện: 7 (KW). * Quy trình vắt vải trên máy vắt ly tâm: - Chất vải vào máy bằng tay: 5 phút - Mở máy và điều chỉnh tốc độ: 3 phút - Vắt vải: 20 phút - Hãm và dừng máy: 2 phút - Ra vải: 5 phút Tổng thời gian vắt vải: 35 phút » 0,58 (giờ). 2.5.2 - Máy mở khổ. Dùng để gỡ xoắn vải, đưa vải từ dạng dây xoắn về dạng phẳng nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho khâu xẻ khổ tiếp theo và định khổ ban đầu của sản phẩm theo khổ thành phẩm. Mở khổ còn nhằm chỉnh canh dọc của vải, tạo điều kiện tốt cho khâu sấy sau này. * Thiết bị: Do hãng Nisseico. LTD (Nhật Bản) chế tạo. - Các thông số kỹ thuật: + Tốc độ ra vải: 30 (m/phút). + Kích thước máy: Dài x rộng x cao = 4800 x 2400 x 2500 (mm). + Tổng công suất điện: 2,2 (KW). 2.5.3 - Máy xẻ khổ. Xẻ khổ là công đoạn đưa vải từ dạng ống về dạng phẳng, xẻ canh dọc tạo điều kiện cho khâu văng sấy định hình. Nếu xẻ xiên canh thì vải thành phẩm sẽ bị xiên canh, khâu văng định hình sẽ không điều chỉnh được. * Thiết bị: do hãng Nisseico.LTD (Nhật Bản) chế tạo. - Các thông số kỹ thuật: + Kích thước của máy: Dài x rộng x cao = 6000x 3000 x 2500 (mm). + Tốc độ ra vải: 30 (m/phút). + Tổng công suất điện: 3,5 (KW). 2.5.4 - Máy văng sấy - định hình và hồ mềm. Sấy ngoài mục đích để làm khổ vải, việc sấy còn là quá trình dùng tác nhân nhiệt để làm đóng rắn (quá trình đa tụ chất làm mềm hồ hoàn tất khi đã hấp phụ vào xơ sợi) chất làm mềm. Việc thực hiện quá trình sấy yêu cầu phải tuân thủ đúng về thông số kỹ thuật, về nhiệt độ, tốc độ cho từng loại vải theo công nghệ ban hành. Trong bản đồ án này với vải pha Pe/Co, quá trình văng định hình là khâu hoàn tất bắt buộc vì ngoài mục đích ổn định nhiệt phần xơ PES nó còn nhằm các mục đích: - Văng định hình nhằm tạo ra khổ vải thành phẩm hợp l‎ý, mật độ dọc, ngang hợp lý để vải thành phẩm có độ dọc ngang đạt yêu cầu. - Văng định hình nhằm hiệu chỉnh khối lượng g/m2 theo yêu cầu (có thể giải quyết vấn đề tăng hay giảm g/m2cho vải). - Văng định hình kết hợp quá trình hồ hoàn tất vải sẽ làm cho vải có độ mềm mại, tăng tính ổn định kích thước, tạo điều kiện thuận lợi cho khâu may sản phẩm sau này. - Quá trình văng định hình hoàn tất vải dệt kim Pe/Co đòi hỏi phải thực hiện đúng những chế độ về hồ, văng, lực ép trục, tốc độ, nhiệt độ, bước vượt...khổ hạ máy cho từng loại sản phẩm. - Hồ mềm: tạo cho sản phẩm có cảm giác mềm mại, tăng độ rủ, giảm tĩnh điện và dễ cắt may. Có rất nhiều hợp chất hồ mềm như : Silicon, một số nhũ tương của polyetylen, nhũ tương của các loại dầu, chất béo, mỡ động vật... Trong bản đồ án này chất hồ được sử dụng là silicon vì nó có độ mềm mại cao và bền. CH3 Si CH3 O Silicon có rất nhiều loại nhưng loại thông thường có công thức: n Loại này được sản xuất ở dạng nhũ tương trắng như sữa, sau khi đưa lên vải có thể đưa ở nước giặt cuối cùng hoặc đưa vào lúc cán ép khi văng sấy định hình và sau đó vải được sấy khô, sau khi sấy khô thì gia nhiệt 150- 160 trong vòng 1 phút thì silicon sẽ chuyển thành màng vi mỏng gắn chặt vào vải làm cho vải mềm và bền với giặt. + Trường hợp silicon biến tính: có công thức tổng quát: CH3 CH3 (O)n Si O (O)m Si n R CH3 Gốc R có thể là H O Hoặc R là 1 nhóm: R =R’ CH CH2 gọi là EP silicon (epocxi - silicon) Khi: R = R – NH2 = AM Silicone AM (amino silicon) * Thiết bị: Máy văng sấy- định hình + hồm mềm do hãng FAMATEX của Đức chế tạo. - Các thông số kỹ thuật của máy + Khổ rộng công tác: 1400 ¸ 2000 (mm). + Tốc độ chuyển động của vải: 1 ¸ 100 (m/phút). Trung bình 25 (m/phút). + Sử dụng dung dịch hồ mềm Nikkasilicone AM – 202 : 2,5% để hoàn tất sấy và định hình hàng dệt kim. + Mức ép: 80%. + Bước vượt (Overfeed) : 10 ¸ 15%. + Máy gồm có 5 khoang, 3 khoang sấy, 1 khoang định hình và 1 khoang làm nguội. + Chiều dài 1 khoang 3 (m). + Nhiệt độ trung bình của khoang định hình: 180 ¸ 2150C. + Nhiệt độ trung bình của khoang sấy: 125 ¸ 1280C. + Kích thước của máy: Dài x rộng x cao = 20,8 x 4 x 4 (m). + Tổng công suất các mô tơ điện: 85 (KW). 2.5.5 – Máy cán nỉ. Cán là tác động lên vải vừa lực cơ học, vừa hơi ẩm và nhiệt độ để tạo cho bề mặt vải có một số tính chất mới như: làm cho mặt vải phẳng, mịn, mất đi những nếp nhăn trong quá trình giặt gây ra và để cho vải có khả năng phản xạ ánh sáng tốt hơn… * Thiết bị: Máy cán nỉ do hãng Arbax (CHLB Đức) chế tạo. - Nguyên lý hoạt động: vải đi vào qua bộ phận xông hơi, sau khi xông hơi được cuốn quanh thùng cán (thùng cán rỗng), cấp hơi vào bên trong để sưởi nóng mặt thùng, khi vải chạy bao quanh mặt thùng vải được tấm nỉ (có chuyển động vô tận) ép sát vào mặt thùng. Vải được xử lý ở trạng thái nóng ẩm và được nén vào mặt nóng làm cho vải nhẵn phẳng. Ra khỏi bộ phận cán nỉ vải được làm nguội bằng cách thổi không khí lạnh lên mặt vải, khi vải đang chạy quấn quanh thùng là mắt sàng và sau đó cuộn lại thành trục. - Các thông số kỹ thuật: + Khổ rộng công tác: 1400 ¸ 1800 (mm). + Tốc độ chuyển động của vải: 20 (m/phút). + Tỷ lệ cấp bù: 5 ¸ 7 %. + Nhiệt độ tối đa mặt ngoài của lô sấy: 1300C. + Lực nén của băng nỉ vào thùng cán có thể điều chỉnh tuỳ theo loại vải và yêu cầu của khách hàng. + Kích thước máy: Dài x rộng x cao = 5,6 x 2,6 x 4,4 (m). + Tổng công suất điện: 4,5 (KW). CHƯƠNG II THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Khi thiết kế công nghệ và dây chuyền sản xuất ta cần chọn các thông số hợp lý để tạo ra hiệu quả sản xuất cao vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất máy và chất lượng sản phẩm. Do phần thiết kế này có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm sản xuất ra nên ngoài các thông số trong đơn công nghệ còn phải kể tới các thống số của máy móc, thiết bị và yếu tố con người. Việc thiết kế này căn cứ vào: - Loại dây chuyền (gián đoạn, liên tục) và đặc tính kỹ thuật của máy đã chọn. - Loại nguyên liệu đưa vào sản xuất. - Yêu cầu và công dụng của sản phẩm sản xuất ra. Ngoài ra còn căn cứ vào trình độ kỹ thuật hiện đại, trình độ tổ chức quản lý để chọn các thông số công nghệ sao cho vừa đảm bảo kỹ thuật, vừa tăng năng suất lao động. I - THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHO MẶT HÀNG VẢI PES/CO DỆT KIM Quy trình công nghệ làm sạch hoá học, nhuộm và hoàn tất vải PES/CO Dệt kim bao gồm các bước như sau: Kiểm tra, phân loại vải mộc Nấu - Tẩy Nhuộm màu Nấu - Tẩy Tăng trắng quang lọc Vải nhuộm màu Vải để trắng Vắt Mở khổ Xẻ khổ Văng sấy định hình + Hồ mềm Cán nỉ Giặt Kiểm tra - Bao gói 1.1 - Chế độ sản xuất và thông số các mặt hàng. 1.1.1 - Xác định số ngày làm việc trong năm: - Tổng sản lượng yêu cầu : 2.000 tấn - Số ngày làm việc trong năm: 305 ngày - Số ca làm việc trong 1 ngày : 3 ca - Thời gian làm việc trong 1 ca : 7,5 giờ - Số giờ làm việc trong 1 ngày là : 3 x 7,5 = 22,5 giờ - Số giờ làm việc trong năm là : 22, 5 x 305= 6862,5 giờ. 1.1.2 - Các thống số kỹ thuật của vải mộc: Bảng: thông số kỹ thuật của vải mộc Loại vải Thông số kỹ thuật Single Lacoste Chỉ số sợi Ne [m/g] 30/1 60/2 Sợi T/C 67/33 67/33 Mật độ dọc Pd [V/Cm] 19,5 13,5 Mật độ ngang Pn [V/Cm] 13 11 Khổ vải K [Cm] 103 120 Khối lượng Q [g/m2] 135 147 * Tính số vải mộc cho sản xuất đầu vào: Vải mộc khi đưa vào nấu tẩy những tạp chất của vải được loại bỏ, vải chỉ bị giảm trọng chút ít nhưng bù lại ở công đoạn nhuộm và hoàn tất thì thốc nhuộm và hồ hoàn tất lại bám vào vải làm cho vải tăng trọng trở lại. Trong bản thiết kế này dự kiến khối lượng vải mộc đầu vào bằng khối lượng vải mộc cần sản xuất cộng thêm 2% đề bù vào vải đầu tấm. Khối lượng vải cần sản xuất : 2.000 (tấn/năm). Vậy khối lượng vải đầu vào sẽ là : 2.040 (tấn/năm). Bảng phân phối mặt hàng với khối lượng 2.040 (tấn/năm) Tên mặt hàng Tỷ lệ (%) Sản lượng (tấn/năm) Các màu nhuộm (tấn/năm) Sản lượng hàng trắng 60% Sản lượng hàng màu 40% Màu 1 Màu 2 Single 50 612 408 204 204 Lacoste 50 612 408 204 204 Tổng 100 1.224 816 408 408 1.2 - Quy trình công nghệ nấu tẩy vải Pe/Co. 1.2.1 - Đơn và quy trình công nghệ nấu tẩy trắng vải Pe/Co ra hàng vải trắng: - Nguyên liệu : Vải Pe/Co, tỷ lệ pha trộn 67/33. - Thiết bị xử lý: Thực hiện trên máy Jét HA - 400. - Dung tỷ 1 : 10. - Với các mặt hàng vải trắng, do yêu cầu đạt độ trắng cao nên quá trình nấu, tẩy vải được thực hiện bằng nhiều bước và ở bước cuối cùng vải được xử lý tăng trắng quang học. - Để đạt độ trắng cao, vải Pe/Co cũng nấu, tẩy qua nhiều giai đoạn như sau: * Nấu Tẩy lần thứ nhất (nấu tẩy khử), dung tỷ 1 : 10 Dung dịch nấu tẩy được hoà riêng và đưa vào máy làm 2 lần. Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A - Synvatol FL 1% so với vải Chất hoạt động bề mặt không mang ion Na2CO3 2% so với vải Chất tạo môi trường kiềm B - Na2S2O4 2% so với vải Chất khử màu tự nhiên  Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C 400C A 800C B 800C 10 15 5 20 Thời gian (phút) - Quy trình thực hiện Vào vải 15 phút Cấp dung dịch hoá chất vào máy ở 400C 10 phút Lên nhiệt 800C 15 phút Cấp khử ở 800C 5 phút Giữ nhiệt ở 800C 20 phút Xả đuổi 10 phút Cấp nước 5 phút Giặt nóng 800C 10 phút Xả thải 5 phút Cấp nước 5 phút Giặt lạnh 10 phút Xả thải 5 phút Cấp nước 5 phút Chuyển sang nấu tẩy lần 2, tổng thời gian nấu tẩy và giặt lần 1 hết : 120 phút * Nấu tẩy lần 2 (dung tỷ 1 : 10). Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A - Na2CO3 2,75 so với vải Tạo môi trường kiềm Tinoclarit G 2,75 so với vải ổn định sự hoạt động của H2O2 Invadin NF 1,0 g/l Chất ngấm B - H2O2 50% 5% so với vải Chất tẩy trắng Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C A 1100C B 800C 10 30 5 60 Phút 1100C 5 20 Tổng thời gian nấu tẩy và giặt lần 2 hết : 215 phút chuyển sang tăng trắng quang học (không ra vải). * Tăng trắng quang học: Dung tỷ 1: 10. Thành phần dung dịch Nồng độ sử dụng Chức năng A - Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán B - Uvitex EPF 250% 0,625% (so với vải) Chất tăng trắng quang học cho Xơ PES Leucophor 0,3% (so với vải) Chất tăng trắng quang học cho Xơ bông Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 400C A B 800C 5 30 5 30 Thời gian (phút) 1300C 5 20 1300C 10 Thời gian tăng trắng quang học và giặt hết : 140 phút. Vậy tổng thời gian từ khi vào vải đến ra vải 1 mẻ nấu tẩy và tăng trắng quang học cho mặt hàng để trắng hết: 475 phút = 7,92 giờ 1.2.2 - Đơn và quy trình công nghệ nấu tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: - Nguyên liệu: Vải Pe/Co, tỷ lệ 67/33. - Thiết bị xử lý : Thực hiện trên máy Jét HA – 400. - Dung tỷ 1: 10. Tên hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng Sandoclean PC 1,5% (so với vải) Chất tẩy dầu Tinoclarit G 1,0% (so với vải) Ổn định sự hoạt động của H2O2 H2O2 50% 2,0% (so với vải) Chất tẩy trắng NaOH 400 Be 2m/l Chất tạo môi trường kiềm Securon 540 0,5 g/l Chất càng hoá bao kim loại Cotoclarin KD 1,0 g/l Chất ngấm Quy trình công nghệ được thực hiện theo sơ đồ sau: 500C Hoá chất 800C 5 30 5 60 Thời gian (phút) 1000C 10 1000C 15 500C - Quy trình thực hiện Vào vải 15 phút Cấp nước 5 phút Cấp dung dịch hoá chất vào máy ở 500 C 15 phút Cho vải chạy tuần hoàn 5 phút Lên nhiệt từ 500C đến 1000C 30 phút Giữ nhiệt ở 1000C 60 phút Hạ nhiệt độ xuống 800C 10 phút Kết thúc quá trình nấu tẩy, vải được thực hiện như sau: Xả dung dịch nấu tẩy 5 phút Cấp nước, giặt đuổi bằng nước nóng 800C 15 phút Cấp nước, giặt nóng 800C + xả thải 20 phút Cấp nước, giặt ấm 600C + xả thải 20 phút Cấp nước, giặt bằng dung dịch axítaxetic 1g/l loại 98% ở 500C + xả thải 20 phút Cấp nước + giặt lạnh 15 phút Sau khi giặt vải được lưu lại trong máy để nhuộm màu. Tổng thời gian nấu tẩy và giặt 1 mẻ vải để nhuộm màu hết : 235 phút. 1.3 - Quy trình công nghệ nhuộm màu vải Pe/Co. Vải Pe/Co là mặt hàng được dệt từ 2 loại xơ có tính chất khác nhau. Trong bản thiết kế này màu của mặt hàng sẽ được nhuôm bằng cặp thuốc nhuộm phân tán, hoạt tính và dùng phương pháp tận trích thực hiện trên máy Jét. Đây là quy trình nhanh 1 bể 2 giai đoạn, phải thực hiện như vậy vì thuốc nhuộm phân tán gắn màu vào xơ PES trong môi trường axít yếu còn thuốc nhuộm hoạt tính gắn màu vào xơ bông trong môi trường kiềm yếu. Khi nhuộm theo quy trình này có các ưu điểm sau: - Cho độ bền màu ướt cao. - Rút ngắn thời gian nhuộm vì bỏ qua được một số lần cấp thuốc nhuộm, cấp kiềm, cấp chất điện ly, giặt. - Tiết kiệm đáng kể chi phí lao động, năng lượng và nước. Để tạo được đồng màu giữa 2 loại xơ trong bản thiết kế này thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm hoạt tính được tính ra % theo khối lượng của mỗi loại xơ. 1.3.1 - Đơn và quy trình công nghệ nhuộm màu 1: Deep Rose (hồng đậm) phân tán - hoạt tính (không giặt khử) PT 1300C- 45' và HT 600C- 45' STT Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A Nhuộm phân tán A1 Trợ nhuộm phân tán 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán 3 CH3COOH 1 g/l Axít để tạo môi trường PH 4 ¸ 5 4 Respumit NF 0,2 g/l Chất chống bọt A2 Thuốc nhuộm phân tán 1 Dianix Yellow C5G 0,024% So với phần xơ PES của vải 2 Dianix Red CBN 0,3% So với phần xơ PES của vải 3 Terasil Blue 3R.02 0,013% So với phần xơ PES của vải B Nhuộm hoạt tính B1 Trợ nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Neocystal 200 VN 1 g/l Chất ngấm 3 Na2SO4 20 g/l Chất điện ly 4 Na2CO3 15 g/l Chất tạo môi trường kiềm B2 Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Red 3BF 150% 0,21% So với phần xơ bông của vải 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,41% So với phần xơ bông của vải 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,012% So với phần xơ bông của vải C Chất giặt C1 Giặt phân tán 1 Matexil Dn.VL 200% 1 g/l Chất trợ giặt phân tán C2 Giặt hoạt tính 1 Avo DR 1 g/l Chất trợ giặt hoạt tính 2 CH3COOH 1 g/l Axít để trung hoà kiềm - Quy trình công nghệ nhuộm phân tán thực hiện theo sơ đồ sau: 500C 800C 5 35 5 45 Thời gian (phút) 20 1300C A1 A2 1300C 800C 10 10 20 Nhuộm 1300C x 45' ® giặt xà phòng 980C x 10' ® sang nhuộm hoạt tính 10 20 10 10 45 15 10 10 10 10 10 1/5 4/5 10% 20% 70% 600C (Phút) Hoá chất thuốc nhuộm Na2SO4 Na2CO3 Thời gian - Quy trình công nghệ nhuộm hoạt tính thực hiện như sau: Nhuộm giữ nhiệt 45' ® giặt đuổi 5' ® giặt axít axetic 500C x 10' ® giặt xà phòng 980C x 20' ® giặt 800C x 10' ® giặt lạnh 10' ® ra vải. Thời gian nhuộm + giặt 1 mẻ hết : 450 phút Vậy: Tổng thời gian từ khi vào vải, nấu tẩy đồng thời (235 phút) + nhuộm và giặt 1 mẻ hết : 685 phút » 11,41 giờ. 1.3.2 - Đơn và quy trình công nghệ nhuộm màu 2: Orange Sherbert Phân tán hoạt tính (không giặt khử) PT 1300 - 30' và HT 600C - 30' STT Thành phần hoá chất Nồng độ sử dụng Chức năng A Nhuộm phân tán A1 Trợ nhuộm phân tán 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Univadin DPL 1 g/l Chất trợ nhuộm phân tán 3 CH3COOH 1 g/l Axít để tạo môi trường PH 4 ¸ 5 4 Respumit NF 0,2 g/l Chất chống bọt A2 Thuốc nhuộm phân tán 1 Terasil G Yellow W.3R 0,005% So với phần xơ PES của vải 2 Dianix Yellow C5G 0,012% So với phần xơ PES của vải 3 Dianix Red C4G 0,075% So với phần xơ PES của vải B Nhuộm hoạt tính B1 Trợ nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l Chất bôi trơn 2 Neocystal 200 VN 1 g/l Chất ngấm 3 Na2SO4 15 g/l Chất điện ly 4 Na2CO3 10 g/l Chất tạo môi trường kiềm B2 Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,115% So với phần xơ bông của vải 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,082% So với phần xơ bông của vải 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,00022% So với phần xơ bông của vải C Chất giặt Avo DR 1 g/l Chất trợ giặt hoạt tính CH3COOH 1 g/l Axít để trung hoà kiềm  - Quy trình công nghệ nhuộm phân tán thực hiện theo sơ đồ sau: 500C 800C 5 35 5 30 Thời gian (phút) 20 1300C A1 A2 1300C 800C 10 10 20 Nhuộm 1300C x 30' ® giặt lạnh 10' ® sang nhuộm hoạt tính. - Quy trình công nghệ nhuộm phân hoạt tính thực hiện theo sơ đồ sau: 30 1/5 4/5 Thời gian (phút) Trợ nhuộm Na2SO4 Na2CO3 5 20 5 10 5 10 10 10 10 10 5 1/5 4/5 Thuốc nhuộm Nhuộm giữ nhiệt 30' ® giặt đuổi 5'® giặt axít axetic 500C x 10' ® giặt xà phòng 980C x 10' ® giặt lạnh 10' ® ra vải. Thời gian nhuộm + giặt 1 mẻ hết : 365 phút Vậy: Tổng thời gian từ khi vào vải, nấu tẩy đồng thời (235 phút) + nhuộm và giặt 1 mẻ hết : 600 phút = 10 giờ. 1.3.3 - Đơn và quy trình công nghệ xử lý hồ mềm vải Pe/Co: NiKKa Silicone AM - 202 : 2,5%. Mức ép : 80%. - Quy trình công nghệ: Ngấm ép ® Sấy khô ở 1200C ® Xử lý nhiệt ở 1500C trong thời gian 1 phút ® làm nguội ® ra vải. Khối lượng vải đầu vào là : 2040 (tấn/năm) Lượng hồ mềm Nikka Silicone AM - 202 tiêu thụ cả năm là: (tấn/năm). II - TÍNH TOÁN THIẾT BỊ, TÍNH TIÊU HAO HOÁ CHẤT, ĐIỆN, BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ XƯỞNG SẢN XUẤT 2.1 - Tính số lượng máy cần sử dụng: * Tính chiều dài mỗi loại vải: Áp dụng công thức : Trong đó: l: Chiều dài vải [ m dài] B: khổ vải [m] K : Tổng lượng vải [g] G : Khối lượng vải [g/m2] - Vải single Ne 30/1 T/C 67/33 135 g/m2 Sản lượng : 1.020 (tấn/năm) l (m dài). - Vải Lacoste Ne 60/2 T/C 67/33 147 g/m2 l(m dài). Vậy tổng số m dài của 2 loại vải kà : 13.117.803,7 (m dài)) * Công thức tính số máy làm việc gián đoạn: Trong đó : M : Số máy cần tính (máy) A : Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm (kg/năm) B : Khối lượng vải sản xuất 1 mẻ (kg) T : Thời gian làm việc trong 1 ngày (giờ) T1: Thời gian làm việc 1 mẻ (giờ) K : Hệ số sử dụng máy (0,8 ¸ 0,85) * Công thức tính số máy làm việc liên tục: Trong đó: M : Máy cần tính (máy) A : Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm (m dài) 60 : 60 phút trong 1 giờ T : Số giờ làm việc trong 1 năm (giờ) V : Tốc độ vải chạy tỏng máy (m/phút) K : Hệ số sử dụng máy ( 0,8 ¸ 0,85) 2.1.1 - Tính số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - hàng trắng. (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải nấu tẩy hàng trắng của 1 năm là: 1.224 (tấn/năm) M = Lấy: 5 máy. - Tính số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - Nhuộm hàng màu. (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải nấu tẩy - nhuộm hàng màu của 1 năm là : 816 (tấn/năm) - Số máy nấu tẩy - nhuộm màu 1: M = . - Số máy nấu tẩy - nhuộm màu 2: M = Vậy tổng số máy Jét HA – 400 nấu tẩy - nhuộm hàng màu cần sử dụng là: 3,97 (máy). Lấy: 4 (máy). - Tính số máy vắt ly tâm: (Áp dụng công thức tính số máy làm việc gián đoạn) Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm là : 2.040 (tấn/năm). M = . Lấy : 2 máy. 2.1.4 - Tính số máy mở khổ (theo chế độ máy làm việc liên tục): Khối lượng vải sản xuất trong 1 năm là: 13.117.803,7 (mdài). M = . Lấy : 2 máy. 2.1.5 - Tính số máy xẻ khổ (theo chế độ máy làm việc liên tục): M = . Lấy : 2 máy. 2.1.6 - Tính số văng sấy định hình + hồ mềm (theo chế độ máy làm việc liên tục): M = . Lấy: 2 máy. 2.1.7 - Tính số cán nỉ (theo chế độ máy làm việc liên tục) M = Lấy : 2 máy. Bảng thống kê số máy cần sử dụng: STT Tên và ký hiệu máy Hãng sản xuất Số máy Tính toán Lắp đặt 1 Máy Jét HA - 400 Đài Loan 8,38 9 2 Máy vắt ly tâm Ký hiệu ES POZZI (Italia) 1,44 2 3 Máy mở khổ Nisseico.Ltd (Nhật Bản) 1,33 2 4 Máy xẻ khổ Nisseico.Ltd (Nhật Bản) 1,33 2 5 Máy văng sấy định hình + hồ mềm FAMATEX (Đức) 1,59 2 6 Máy cán nỉ Arbax (CHLB Đức) 1,99 2 2.2- Tính tiêu hao hóa chất. * Tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nấu tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: Khối lượng vải 1 mẻ: 400Kg Dung tỷ 1 : 10 Tương đương lượng xút cần dùng là : 4.000lít/mẻ. Dựa vào đơn công nghệ ở mục II ta tính được số hóa chất cần thiết như sau: Lượng NaOH 40o Be được chuyển đổi như sau: dNaOH = 40oBe = 1,383 = 484,1 g/l. Lượng xút NaOH 40oBe dùng 2 ml/l nên mỗi mẻ dùng hết : 8 lít Tương đương với lượng xút rắn là: = 3,8728 kg NaOH rắn . 2.2.1 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng trong quá trình nấu tẩy trắng vải Pe/Co ra hàng vải trắng: - Tổng sản lượng hàng trắng : 1.224 tấn/năm. - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Tẩy lần 1 (Tẩy khử) 1 Synvatol 1% (so với vải) 4 12,24 2 Na2CO3 2% (so với vải) 8 24,48 3 Na2S2O4 2% (so với vải) 8 24,48 II Tẩy lần 2 1 Na2CO3 2,75% (so với vải) 11 33,66 2 Tinoclarit G 2,75% (so với vải) 11 33,66 3 Invadin NF 1 g/l 4 12,24 4 H2O2 50% 5% (so với vải) 20 61,2 5 CH3COOH 0,5 g/l 2 6,12 III Tăng trắng quang học 1 Univadin DPL 1 g/l 4 12,24 2 Uvitex EBF 250% 0,625% (so với vải) 2,5 7,65 3 Leucophor 0,3% (so với vải) 1,2 3,672 2.2.2 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng trong quá trình nấu - tẩy vải Pe/Co để nhuộm màu: - Tổng sản lượng hàng màu: 816 tấn/năm. - Khối lượng vải 1 mẻ: 400kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) 1 Sandoclean PC 1,5% (So với vải) 6 12,24 2 Tinoclarit G 1,0% (So với vải) 4 8,16 3 H2O2 50% 2,0% (So với vải) 8 16,32 4 NaOH 40oBe 2ml/l 3,8728 7,9 5 Securon 540 0,5 g/l 2 4,08 6 Cotoclarin KD 1,0 g/l 4 8,16 7 CH3COOH 1 g/l 4 8,16 2.2.3 - Bảng tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nhuộm màu 1: - Sản lượng vải nhuộm màu 1: 408 (tấn/năm). - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1: 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Nhuộm phân tán 1 Avocoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Univadin DPL 1 g/l 4 4,08 3 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 4 Respumit NF 0,2 g/l 0,8 0,816 5 Dianix Yellow C5G 0,024% (so với xơ PES) 0,064 0,065 6 Dianix Red CBN 0,3% (so với xơ PES) 0,804 0,815 7 Terasil Blue 3R.02 0,013% (so với xơ PES) 0,035 0,035 II Giặt phân tán 1 Matexil DN.VL 200% 1 g/l 4 4,08 III Nhuộm hoạt tính 1 Aucoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Neocystal 200VN 1 g/l 4 4,08 3 Sumifix Red 3BF 150% 0,21% (so với xơ bông) 0,277 0,283 4 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,41% (so với xơ bông) 0,541 0,553 5 Sumifix Blue BRF 150% 0,012% (so với xơ bông) 0,016 0,016 6 Na2SO4 20 g/l 80 81,6 7 Na2CO3 15 g/l 60 61,2 IV Giặt hoạt tính 1 Avo DR 1 g/l 4 4,08 2 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 2.2.4- Bảng tính lượng hóa chất sử dụng cho quá trình nhuộm màu 2: - Sản lượng vải nhuộm màu 2 : 408 (tấn/năm). - Khối lượng vải 1 mẻ : 400 kg. - Dung tỷ 1 : 10. Thứ tự Tên hóa chất Nồng độ sử dụng Lượng tiêu thụ 1 mẻ (Kg) Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Nhuộm phân tán 1 Avocoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Univadin DPL 1 g/l 4 4,08 3 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 4 Respumit NF 0,2 g/l 0,8 0,816 5 Terasil G Yellow W.3R 0,005% (so với xơ PES) 0,013 0,014 6 Dianix Yellow C5G 0,012% (so với xơ PES) 0,032 0,033 7 Dianix Red C4G 0,075% (so với xơ PES) 0,201 0,205 II Nhuộm hoạt tính 1 Avcoslip LB 1 g/l 4 4,08 2 Neocystal 200VN 1 g/l 4 4,08 3 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,115% (so với xơ bông) 0,152 0,155 4 Sumifix Scarlet 2GF150% 0,082% (so với xơ bông) 0,108 0,111 5 Sumifix Blue BRF 150% 0,00022% (so với xơ bông) 0,00029 0,0003 6 Na2SO4 15 g/l 60 61,2 7 Na2CO3 10 g/l 40 40,8 III Giặt hoạt tính 1 Avco DR 1 g/l 4 4,08 2 CH3COOH 1 g/l 4 4,08 2.2.5- Bảng tổng hợp lượng hóa chất cần sử dụng trong 1 năm: Thứ tự Tên hóa chất Lượng tiêu thụ cả năm (Tấn) 1 Synvatol 12,24 2 Na2CO3 160,14 3 Na2S2O4 24,48 4 Tinoclarit G 41,82 5 Invadin NF 12,24 6 H2O2 77,52 7 CH3COOH 30,6 8 Univadin DPL 20,4 9 Unitex EBF 7,65 10 Leucophor 3,672 11 Sandoclean PC 12,24 12 NaOH 40oBe 7,9 13 Securon 540 4,08 14 Cotoclarin KD 8,16 15 Avocoslip 16,32 16 Respumit 1,632 17 Matexil DN.VL 200% 408 18 Neocystal 200VN 8,16 19 Na2SO4 142,8 20 Avo DR 8,16 21 Nikka Silicone AM - 202 40,8 2.2.6- Bảng tổng hợp thuốc nhuộm cần sử dụng trong 1 năm: Thứ tự Tên thuốc nhuộm Lượng tiêu thụ cả năm (tấn) I Thuốc nhuộm phân tán 1 Dianix Yellow C5G 0,098 2 Dianex Red CBN 0,819 3 Terasil Blue 3R.02 0,035 4 Terasil G Yellow W.3R 0,014 5 Dianix Red C4G 0,205 II Thuốc nhuộm hoạt tính 1 Sumifix Red 3BF 150% 0,283 2 Sumifix Scarlet 2GF 150% 0,664 3 Sumifix Blue BRF 150% 0,0163 4 Sumifix Yellow 3RF 150% 0,155 2.3 - Tính toán lượng điện sử dụng trong sản xuất. * Công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn: [KW] Trong đó: N: Công suất động cơ [KW] t: Thời gian gia công 1 mẻ [h/mẻ] A: Sản lượng cần gia công [kg/năm] B: Khối lượng gia công 1 mẻ [kg/mẻ] K1: Hệ số phụ tải : 0,75 K2: Hệ số sử dụng và tổn thất: 1,05 * Công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục: Wsx = N x t x 305 x K1 x K2 x n [KW] Trong đó: N: Công suất máy [KW]. t: Thời gian làm việc trong 1 ngày [giờ]. 305: Số ngày làm việc trong năm. K1: Hệ số phụ tải: 0,75. K2: Hệ số sử dụng máy: 1,05. n: Số máy. 2.3.1 - Tính lượng điện sử dụng cho máy HA – 400. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn) - Lượng điện sử dụng để nấu tẩy – hàng trắng: N = 27 [KW]. t = 7,92 [h/mẻ]. A = 1.224.000 [kg/năm]. B = 400 [kg/mẻ]. = 515.300,94 [KW]. - Lượng điện sử dụng để nấu tẩy – nhuộm hàng màu: N = 27 [KW]. t = 10,705 [h/mẻ]. A = 816000 [kg/năm]. B = 400 [kg/mẻ]. = 464.334,72 [KW]. Vậy: Tổng lượng điện sử dụng cho máy Jét HA – 400 trong sản xuất là: 979.635,66 [KW]. 2.3.2 - Tính lượng điện sử dụng cho máy vắt ly tâm. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc gián đoạn) N = 7 [KW]. t = 0,383 [h/mẻ]. A = 2.040.000 [kg/năm]. B = 150 [kg/mẻ]. = 28.713,51 [KW]. 2.3.3 - Tính lượng điện sử dụng cho máy mở khổ. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục) N = 2,2 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.4 - Tính lượng điện sử dụng cho máy xẻ khổ. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho các máy làm việc liên tục) N = 3,5 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.5 - Tính lượng điện sử dụng cho máy văng sấy định hình + hồ mềm. (Áp dụng công thức tính lượng điện cho máy làm việc liên tục) N = 85 [KW]. t = 22,5 [giờ]. n = 2 [máy]. [KW]. 2.3.6 - Tính lượng điện sử dụng cho máy cán nỉ (Áp dụng công thức cho các máy làm việc liên tục) N = 4,5 [KW] t = 22,5 [giờ] n = 2 [máy] [KW] Tổng lượng điện sử dụng trong sản xuất là: + 48.637,96 = 2.037.312,4 [KW]. 2.4 - Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị trong nhà máy nhuộm: Để có được phương án tối ưu khi thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp cần phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau: 1 - Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài dây truyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp, lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. 2 - Trên khu đất được xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân… Tạo điều kiện tốt cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng. 3 - Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây truyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường vận chuyển các khả năng phối hợp nâng tầm sử dụng tối đa các diện tích, không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai 4 - Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây truyền công nghệ đặc tính hàng hoá đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý. Ngoài ra còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như của các cụm nhà máy lân cận. 5 - Phải thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà máy hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo qui phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà máy. 6 - Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu hủy, xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. 7 - Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc xử lý chất thải, chống ô nhiễm môi trường cũng như các công trình hành chính phục vụ công cộng… nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện tích đât xây dựng. 8 - Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh sớm đưa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng. 9 - Đảm bảo các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hoà nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. Bảng: Bố trí thiết bị trong nhà máy nhuộm vải dệt kim. STT Tên máy Kích thước Số lượng Dài (m) Rộng (m) Cao (m) 1 Jét HA – 400 4,55 2,8 2,5 9 2 Vắt ly tâm 2,5 2,1 1,2 2 3 Mở khổ 4,8 2,4 2,5 2 4 Xẻ khổ 6 3 2,5 2 5 Văng sấy định hình + hồ mềm 20,8 4 4 2 6 Cán nỉ 5,6 2,6 4,4 2 KẾT LUẬN Sau một thời gian làm việc nhờ có sự nỗ lực cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên PGS – TS.Cao Hữu Trượng và các thầy cô giáo trong bộ môn hoá dệt em đã hoàn thành bản thiết kế tốt nghiệp với nội dung: Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co 67/33 với công suất 2000 tấn/năm. Dây chuyền thiết kế sẽ khai thác khả năng tối đa của máy, tận dụng công suất dư của thiết bị , với các máy móc, thiết bị của các hãng chế tạo hàng đầu thế giới. Công nghệ không ngừng đổi mới để thích ứng với yêu cầu sản xuất. Em tin rằng sản phẩm làm ra sẽ đạt chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng trong và ngoài nước. Tuy nhiên, do trình độ hiểu biết và thời gian có hạn, lại thiếu kinh nghiệm sản xuất thực tế nên bản thiết kế này chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu xót. Kính mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn PGS – TS. Cao Hữu Trượng, các thầy cô trong bộ môn và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày 26 tháng 8 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Phương Oanh TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 – Cao Hữu Trượng. Công nghệ hoá học sợi dệt - ĐHBK Hà Nội 1994. 2 – Lê Minh Thu. Nghiên cứu nhuộm – hoàn tất tạo ra tính năng mới cho vải dệt kim 100%PES. Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài KHKT - Hà Nội 2002. 3 – Cao Hữu Trượng và Hoàng Thị Lĩnh. Công nghệ nhuộm vải dệt kim - Hanoisimex 1995. 4 – Cao Hữu Trượng và Đinh Quang Thao. Công nghệ làm sạch hoá học vải dệt kim - Hanoisimex 1995. 5 – Cao Hữu Trượng, Đinh Quang Thao, Tạ Quang Ngọc. Thiết bị làm sạch hoá học và nhuộm vải dệt kim - Hanoisimex 1996. 6 – L.G Koptun. Công nghệ xử lý hoàn tất vải dệt kim - Bản tiếng Nga, Matscơva 1990. 7 – O.A Bunin, IU.A. Malkốp. Máy sấy và gia nhiệt vải - Bản tiếng Nga, Matscơva 1971. 8 – F.I. Xađốp và cộng sự. Thiết kế các xí nghiệp xử lý hoàn tất vải bông - Bản tiếng Nga, Matscơva 1965.