Đang tải... (xem toàn văn)
... màu sắc thuốc nhuộm, ảnh hưởng đến hoạt độ độ bền mối liên kết thuốc nhuộm xơ 1.2.3 Thuốc nhuộm phân tán Đối với xơ polyester người ta thường dùng thuốc nhuộm phân tán để nhuộm Vì thuốc nhuộm phân... bị vải mộc cần nhuộm xếp may hai đầu vải nhằm mục đích không bị rối trình nhuộm Cho vải vào máy, lấy nước vào máy nhuộm cho tương đồng với tỷ lệ dung tích máy nhuộm, thường tỷ lệ 1:10 (1kg vải: ... đến trình thuốc nhuộm khuếch tán từ bề mặt xơ sợi vào sâu lõi xơ sợi: Kích thước phân tử thuốc nhuộm: Kích thước nhỏ tốc độ khuếch tán thuốc nhuộm vào xơ sợi nhanh Tuy nhiên phân tử thuốc nhuộm có
1.2Thuốc nhuộm.[1] 1.2.1 Khái niêm. Thuốc nhuộm là những hợp chất mang màu mà trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Dựa vào tính chất và công nghệ sử dụng thuốc nhuộm cho các loại vải khác nhau người ta phân thuốc nhuộm theo các lớp khác nhau, rất đa dạng và phong phú về màu sắc, có đủ các gam màu, màu tươi và thuần sắc. Tuy nhiên, để nhuộm cho hai loại vải cotton và polyester thì thường sử dụng thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm hoạt tính. 1.2.2Thuốc nhuộm hoạt tính. Thuốc nhuộm hoạt tính là thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến cho loại vải cotton. Nó là những hợp chất mang màu, trong phân tử của chúng có các nhóm nguyên tử có thể thực hiện liên kết cộng hóa trị với vật liệu nhuộm nói chung và xơ dệt nói riêng. Nhờ vậy mà sản phẩm nhuộm có độ bền màu cao. Các loại thuốc nhuộm hoạt tính tuy có khác nhau về cấu tạo phân tử, phạm vi sử dụng và hoạt độ nhưng chúng có dạng tổng quát như sau: S–R–T–X Ví dụ:procion đỏ M2BS có công thức cấu tạo: + S(solube): Nhóm tạo cho phân tử thuốc nhuộm có độ hòa tan cần thiết trong nước thường gặp là: -SO3Na, -COONa, -SO2CH3. + R: Là phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, R không ảnh hưởng đến liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ nhưng R lại quyết định về màu sắc và độ bền màu với ánh sáng. Những gốc màu được chọn là: mono và diazo, phức chất của thuốc nhuộm azo với ion kim loại, gốc thuốc nhuộm acid antraquinon, hoàn nguyên đa vòng, dẫn xuất của Ftaloxinanin..... + T-X-: Nhóm hoạt tính có cấu tạo khác nhau, được đưa vào các hệ thống mang màu khác nhau. Trong đó: 1 X: Là nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó sẽ tách khỏi phân tử thuốc nhuộm tạo khả năng cho thuốc nhuộm thực hiện phản ứng hóa học với xơ. X không ảnh hưởng gì đến màu sắc nhưng đôi khi cũng có ảnh hưởng đến độ hòa tan của thuốc nhuộm. Chúng thường là: -Cl, -SO2, -SO3H, -NR3, -CH=CH2,.... T-: Nhóm mang nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, nó làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền liên kết này, trước hết là độ bền của thuốc nhuộm với gia công ướt. Không những thế hầu hết các trường hợp sự tương tác của thuốc nhuộm hoạt tính với xơ là phản ứng nucleophin, nhóm T sẽ đóng vai trò quyết định tốc độ phản ứng nên việc chọn nhóm T cho phù hợp là một yếu tố quan trọng. Khi chuyển từ vòng triazin cân đối sang các vòng pirimiđin và quinoxalin bất đối để làm gốc T thì khả năng phản ứng của thuốc nhuộm sẽ giảm đi. Dựa vào cơ sở lý thuyết này người ta đã chọn các gốc T khác nhau để tổng hợp nên những thuốc nhuộm có hoạt độ mong muốn. Ngoài các yếu tố kể trên thì “nhóm cầu nối” giữa phần S – R và T – X của thuốc nhuộm cũng có ý nghĩa quan trọng . Người ta thường dùng các nhóm : - NH, - NH – CH2, - SO2 – N – làm cầu nối. Tuy không có tính quyết định nhưng cầu nối cũng có tác động đến màu sắc của thuốc nhuộm, nó cũng ảnh hưởng đến hoạt độ và độ bền của mối liên kết giữa thuốc nhuộm và xơ. 1.2.3 Thuốc nhuộm phân tán. Đối với xơ polyester thì người ta thường dùng thuốc nhuộm phân tán để nhuộm. Vì thuốc nhuộm phân tán có độ hòa tan thấp trong nước nên phải sử dụng nó ở dạng huyền phù hay phân tán thích hợp để nhuộm các loại xơ nhân tạo kỵ nước như polyester. Có thể dùng chất tải (carrier): là hợp chất hữu cơ phân tử nhỏ, dễ xâm nhập vào xơ, gây trương nở và sau đó dẫn thuốc nhuộm vào sâu. Thuốc nhuộm phân tán gồm nhiều hợp chất có cấu tạo khác nhau nhưng có đặc điểm chung là: - Không chứa các nhóm tạo tính tan. - Trung tính hoặc có tính base yếu. Có khối lượng phân tử không lớn(200-300), kích thước phân tử nhỏ và cấu tạo không phức tạp. - Độ phân cực dao động trong khoảng 1,5-7,7 D. - Độ hòa tan trong nước rất thấp (từ 0,2 – 8mg/l ở 250C). Tăng nhiệt độ, độ hòa tan của chúng tăng nhưng không vượt quá 0,5 g/l. - Nhiệt độ nóng chảy của thuốc nhuộm tương đối cao (150-3000C). 2 - Các hạt thuốc nhuộm có cấu trúc tinh thể (đôi khi là vô định hình). - Ở dạng huyền phù phân tán có kích thước hạt chủ yếu từ 0,2 – 2 micromet. 1.3 Lý thuyết màu. 1.3.1Màu sắc trong tự nhiên. Theo lý thuyết màu hiện đại, màu sắc của các vật thể trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng. Nó phụ thuộc vào: cấu tạo hóa học của vật thể có màu, thành phần của ánh sáng chiếu vào vật thể và góc quan sát, và tình trạng mắt của người quan sát. Do có cấu tạo khác nhau nên dưới tác dụng của ánh sáng mọi vật hấp thụ và phát xạ lại các phần tia tới với tỷ lệ và cường độ khác nhau. Nhưng tia phản xạ này sẽ tác động vào hệ thống cảm thụ thị giác và truyền thông tin về hệ thống thần kinh trung ương để hợp thành cảm giác màu. Màu của mỗi vật chính là màu hợp thành của các tia phản xạ. Các nguồn sáng khác nhau khi chiếu vào một vật thể sẽ làm cho nó có màu khác nhau. Trong bóng tối mọi vật sẽ không thể hiện được màu sắc của nó và mắt người cũng không nhận được gì. Dưới ánh sáng ban ngày khi trời đẹp thì màu sắc của mọi vật trong thiên nhiên rõ ràng, rực rỡ và tươi đẹp. Còn trong ánh sáng nhân tạo thì màu sắc của chúng không được thể hiện đầy đủ, thường là tối sẫm, mờ nhạt hoặc biến màu. Có sự khác nhau đó là do cấu tạo của ánh sáng nhân tạo khác ánh sáng mặt trời. 1.3.2 Thuyết điện tử về hợp chất hữu cơ có màu. Nhờ những thành tựu của các ngành khoa học về vật lý và hóa học người ta đã xác định rằng chỉ có những điện tử vòng ngoài (điện tử hóa trị) của chất màu mới tham gia vào quá trình hấp thụ ánh sáng kèm theo sự chuyển động của chúng. Khi hấp thụ ánh sáng thì hợp chất màu sẽ tiếp nhận năng lượng của các hạt photon, làm cho các điện tử chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó phần năng lượng này có thể chuyển sang các dạng: quang năng, hóa năng, nhiệt năng....và hợp chất màu lại trở về trạng thái ban đầu. Hợp chất nào có điện tử vòng ngoài liên kết với nhân càng yếu thì cần ít năng lượng để kich thích chúng, dễ hấp thụ những tia sáng có bước sóng dài hơn và cho màu sâu hơn. Bởi vậy thuốc nhuộm phải có cấu tạo như thế nào đó để năng lượng của các tia sáng trong miền thấy được của quang phổ cũng đủ làm cho chúng có màu. Nguyên nhân làm cho các điện tử vòng ngoài liên kết với nhân yếu là do: trong phân tử chứa hệ thống mối liên kết đôi cách dài, trong hệ thống này ngoài nguyên tử carbon còn chứa các nguyên tử khác như oxi, nito, lưu huỳnh...v.v...; do ảnh hưởng của các nhóm thế; do hiện tượng ion hóa phân tử và cấu tạo phẳng của phân tử. 1.3.2.1Ảnh hưởng của hệ thống liên kết nối đôi cách. 3 Trong hợp chất hưu cơ thường gặp hai loại liên kết cơ bản là liên kết đơn và liên kết đôi. Để kích động các điện tử trong mối liên kết đơn cần có năng lượng lớn, tương ứng với tia sáng có bước sóng ngắn, nên những chất chỉ chứa liên kết đơn thường không có màu. Nếu như các mối liên kêt đơn và đôi trong một hợp chất hưu cơ được sắp xếp đan xen nhau tạo thành hệ liên hợp dài thì các điện tử vòng ngoài sẽ linh động hơn. Độ linh động của các điện tử vòng ngoài trong hệ thống này phụ thuộc vào các yếu tố: độ dài của hệ thống; bản chất của các nguyên tử chứa trong hệ thống; cấu tạo của hợp chất mạch thẳng hay vòng. Hợp chất hữu cơ chứa hệ thống nối đôi cách càng dài thì hệ thống điện tử vòng ngoài càng linh động, càng dễ hấp thụ ánh sáng có bước sóng lớn nên có màu càng sâu. 1.3.2.2Ảnh hưởng của các nguyên tử khác ngoài carbon. Khi trong hệ thống mối liên kết nối đôi cách của một hợp chất hữu cơ nào đó có chứa các dị tố như O, N, S ....thì các điện tử vòng ngoài sẽ càng linh động hơn, nên các hợp chất này sẽ hấp thụ được các tia sáng có bước sóng lớn hơn và có màu sâu hơn. 1.3.2.3 Ảnh hưởng của các nhóm thế. Một tính chất chung của các hợp chất hữu cơ có màu là bị ánh sáng làm phân cực. Những hợp chất hữu cơ chứ trong phân tử hệ thống liên kết nối đôi cách có khả năng phân cực dễ hơn các chất khác; khả năng này sẽ tăng lên mãnh mẽ khi ở đầu mạch và cuối mạch có chứa các nhóm thế có khả năng thu và nhường điện tử vòng ngoài linh động hơn và kết quả là hợp chất có màu sẽ hấp thụ được các tia sáng có bước sóng lớn hơn và có màu sâu hơn. 1.4 Cơ chế liên kêt vật liệu với thuốc nhuộm.[1] Khi tiếp xúc với vật liệu thuốc nhuộm sẽ thực hiện liên kết với vật liệu làm cho nó giữ được lại bền vững trên vật liệu với nhiều chỉ tiêu khác nhau( xử lý ướt, ánh sáng, khói lò, ma sát) quá trình liên kết này không chỉ xảy ra ở mặt ngoài của vật liệu, cũng không đơn thuần chỉ là lực liên kết hóa lý ( lực phân tử và lực hấp phụ) mà có trường họp là quá trình hóa học. Tùy thuộc vào thuốc nhuộm và loại vật liệu mà liên kết nào sẽ trội hơn, sẽ là chủ đạo, thường thì thuốc nhuộm được giữ trên vật liệu bằng nhiều lực liên kết đồng thời. 1.4.1 Liên kết ion. 4 Liên kết này được thực hiện giữa các góc mang màu tích điện âm của thuốc nhuộm và các tâm tích điện dương của vật liệu. Những vật liệu trong điều kiện nhuộm là môi trường axit có khả năng tích điện dương là: len, tơ tằm, xơ polyamit, da , lông thú. Chúng có cấu tạo từ các mạch polypeptit chứa nhiều nhóm amin tự do, trong môi trường axit chuyển thành muối: OOC-P-NH2 + H+ --- HOOC-P-NH3+ P: mạch polypeptit. Mặt khác trong phân tử thuốc nhuộm cũng phân ly trong nước, ion mang điện tích âm như sau: Ar-SO3Na - Ar-SO3- + Na+ Ar-: là gốc thuốc nhuộm axit. Trong quá trình nhuộm, khi tiếp cận với vật liệu ion âm của thuốc nhuộm sẽ bị thu hút về các tâm tích điện dương này và thực hiện liên kết ion: HOOC-P-NH3+ + Ar-SO3- HOOC-P-NH3+-O3S-Ar Nhờ có năng lượng lớn nên thuốc nhuộm liên kết với vật liệu khá mạnh, tốc độ bắt màu nhanh, phải điều chỉnh tốc độ nhuộm bằng cách điều chỉnh pH của dung dịch thuốc nhuộm. 1.4.2 Liên kết cộng hóa trị. Liên kết này được thể hiện ở thuốc nhuộm hoạt tính với các loại vật liệu có chứa nhóm hydroxyl và các nhóm amin( tơ cellulose, len, tơ tằm, xơ polyamit, da và lông thú) Do thuốc nhuộm hoạt tính chứa các nguyên tử carbon hoạt động nên trong điều kiện nhuộm chúng có thể tham gia phản ứng hóa học với vật liệu theo cơ chế ái nhân hoặc kết hợp ái nhân tạo nên mối liên kết cộng hóa trị giữa thuốc nhuộm và vật liệu. Nhờ vậy mà vật liệu nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính có độ bền cao với nhiều chỉ tiêu. 1.4.3 Liên kết hydro. Liên kết hydro được thực hiện giữa các nhóm định chức của xơ và thuốc nhuộm như: nhóm hydroxyl, nhóm amin, nhóm amit, nhóm carboxyl. Khi phân tử thuốc nhuộm với vật liệu ở khoảng cách cần thiết thì lực liên kết hydro sẽ phát sinh do tương tác giữa các nhóm định chức với nhau. Năng lượng của liên kết hydro không lớn nhưng tổng năng lượng của nhiều liên kết hydro của cả phân tử thuốc nhuộm và vật liệu thì đáng kể. Và nó có vai trò quan trọng trong một số trường hợp để cố định thuốc nhuộm trên vật liệu. 1.4.4 Liên kết Van der Waals. 5 Liên kết Van der Waals được thực hiện ở hầu hết các lớp thuốc nhuộm khi tương tác với vật liệu. Tùy theo loại thuốc nhuộm phân cực hay không và loại vật liệu ưa nước hay kị nước và tùy theo mức độ tiếp cận giữa phân tử thuốc nhuộm và vật liệu mà lực liên kết phân tử sẽ la chính hay chỉ có ý nghĩa nhất định. Liên kết Van der Waals được coi là tổ hợp của các lực hút, lưỡng cực, phân cực cảm ứng và lực phân tán London. 1.4.5 Lực tương tác kỵ nước. Lực này phát sinh giữa các gốc hydrocarbon của thuốc nhuộm và vật liệu không có cực khi tiếp cận với nhau, do chúng không đẩy nhau, dễ hòa đồng vào nhau, bám dính vào nhau. Có thể coi trường hợp thuốc nhuộm các xơ tổng hợp kỵ nước bằng thuốc nhuộm phân tán là ví dụ điển hình. Thuốc nhuộm phân tán không tan trong nước được sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao, ở điều kiện nhuộm hoặc là nhiệt độ cao áp suất cao hoặc là gia nhiệt khô, thuốc nhuộm sẽ tan vào các xơ kỵ nước. Xơ tổng hợp được xem là dung dịch rắn của thuốc nhuộm phân tán. Nhờ có liên kết này mà thuốc nhuộm độ bền màu cao không bị phai khi giặt. 1.5 Các hóa chất sử dụng trong quá trình nhuộm. 1.5.1 Các hóa chất cơ bản: − NaOH: Làm nhiệm vụ phá hủy các tạp chất thiên nhiên của cellulose biến chũng thành những chất dễ tan. Dưới tác dụng của NaOH, xà phòng mới được tạo thành sẽ góp phần nhũ hóa các chất sáp trong vải. NaOH phân hủy các peptit thành rượu và các galactic là những chất dễ tan trong môi trường kiềm. − NaSiO3: công dụng chính là để ổn định H 2O2 – là chất oxy hóa cực mạnh. Ngoài ra còn có tác dụng khác như: + Ngăn ngừa sự tạo thành gỉ sắt. + Hấp thụ chất bẩn. − Acid: Nhằm mục đích tạo môi trường acid cho các quá trình nhuộm, giũ hồ.....thường dùng là acid acetic (dưới dạng giấm). − H2O2 (hydrogen peroxy): là tác nhân tẩy trắng cho vải, tùy theo màu của vải mà người ta sử dụng nồng đột thích hợp. − Javel(NaClO): Là chất tẩy thường dùng để khử bớt màu khi nhuôm bị đậm màu. − Muối: thường dùng với vai trò chất điện ly, tạo mô trường kiềm...trong quá trình nhuộm. Các muối thường gặp là: Na2O4 hay NaCl, Na2CO3. 6 − Chất đều màu: giúp thuốc nhuộm hấp thụ đều trên xơ sợi, ở đây chất đều màu được sử dụng là Asotol AD. − Chất cầm màu: cho vào sau quá trình nhuộm nhằm giữ màu lại trên vải, chất cầm màu được sử dụng tại nhà máy là Novafix CR 200. − Thuốc tím (KmnO4), cát: dùng để tạo thời trang cho quần jean. − Hồ mềm: vải sau quá trình xử lý trở nên thô cứng, khó phục hồi biến dạng. Hồ mềm nhằm đưa vào vải chất làm mềm để khôi phục độ mềm mại của sản phẩm, tăng khả năng phục hồi biến dạng. Hồ mềm thường được sử dụng là Alcamine CWS của hãng Ciba- Thụy Sỹ. Nước sử dụng trong quá trình nhuộm; Các quá trình nấu tẩy đều thực hiện trong môi trường nước, do đó chất lượng nước ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy, yêu cầu của nước phải trong, không màu, không mùi và có độ cứng cho phép. Ảnh hưởng của nước cứng: Làm một số chất tẩy rửa bị kết tủa sẽ làm giảm hiệu lực. Mặt khác kết tủa này dính trên vải sẽ gây nhờn mặt vải ngăn không cho thuốc nhuộm thấm sâu vào vải, gây không đều màu, kém bền, loang màu trên vải. Xử lý làm mềm nước: làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ bằng cách chuyển chúng thành hợp chất không tan hoặc thay thế bằng ion khác. 1.6.2Các chất phụ gia và vai trò của chúng. 1.6.2.1 CF -18( chất kháng bọt). CF-18 là chất kháng bọt nồng độ cao không sử dụng thành phần silicone, dễ hòa tan vào nước, chuyên dùng trong công đoạn kháng bọt, ngăn tạo bọt. CF-18 là chất kháng bọt có hiệu quả cao, rất thích hợp sử dụng trong quy trình nhuộm, nấu tẩy, in bông và các giai đoạn hậu xử lý. CF-18 có ưu điểm hơn các loại kháng bọt có thành phần silicone là trong quá trình không tạo ra các mảng váng trên bề mặt dung dịch nhuộm và không bám vào thành máy gây ra nguyên nhân làm đóm mặt vải, cũng như các loại kháng bọt khác CF-18 có khả năng làm tiêu hủy hoàn toàn các loại bọt trong quá trình nhuộm và tinh luyện tạo ra. Tính chất: Dung dịch nhũ màu trắng đục, dễ hòa tan trong nước, pH=7,5-8,5(1%), không ion. Đặc tính: - Có nồng độ cao không silicone. - Có độ bền tốt ở môi trường kiềm, axit, ở nhiệt độ cao thấp vẫn phát huy tác dụng như nhau. 7 - Là sản phẩm có nồng độ cao, lượng sử dụng thấp trước lúc sử dụng nên hòa tan với nước Lượng sử dụng: tùy thuộc vào lượng bọt nhiều hay ít để chọn lượng sử dụng cho thích hợp từ 0.1-0.5 g/l. 1.6.2.2 Vitex – SL ( chất thấm nấu tẩy bọt thấp). Vitex- SL là một loại hóa chất đặc biệt sử dụng trong quy trình nấu tẩy, bọt thấp rất có hiệu quả trong công đoạn khử sạch. Sử dụng ở môi trường kiềm thì càng phát huy được khả năng nấu tẩy thấm tốt Vitex- SL được chế tạo đặc biệt nên có khả năng làm cho vải sợi dễ thấm ướt, đối với các loại sợi khác nhau vẫn có hiệu quả tốt. Tính chất: chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt, ion âm/không ion, pH=6-8(1%), dễ hòa tan trong nước. Đặc tính: - Độ thấm ướt cao(hiệu quả hơn khi dùng thêm NaOH trong quá trình nấu tẩy). Tính tạo bọt thấp dễ thao tác. Rất thích hợp sử dụng trong môi trường kiềm cao. Khả năng nấu tẩy rất tốt đối với sợi Cotton, Polyester, Nylon. Yêu cầu không cao đối với tính chất của nước cứng và mềm. Sau khi sùng Vitex-SL hiệu quả thấm màu và đều màu rất cao. Lượng sử dụng: thường sử dụng với liều lượng: 1,0-1,5g/l, ở nhiệt độ 80-90 0C x 1520 phút. 1.6.2.3 Politex – TAIN( chất khử dầu mỡ trên vải). Politex – TAIN có tính hiệu quả cao trong việc khử dầu cho các loại sợi như Polyester, Nylon, T/C, T/R.... Politex – TAIN có tính phân tán và nhũ hóa mạnh đối với các loại dầu mỡ(dầu máy), rỉ rét, nhằm tạo điều kiện thuận tiện trong quá trình nhuộm. Politex – TAIN chống lại các vết bẩn mà nó đã phân tán và nhũ hóa không bám lại vào vải, gây ảnh hưởng đến quá trình nhuộm như bị đóm màu và không đều màu đồng thời tăng tính tái hiện màu và hiệu suất hấp thụ màu. Tính chất: Dạng kem cô đặc màu trắng, là loại chất hoạt động bề mặt đặc biệt Anionic/ Nonionic, pH=10-11(dd 5%), dễ hòa tan trong nước. Đặc tính: - có tính năng thấm tinh luyện, nhũ hóa và phân tán mạnh các loại dầu máy dệt. Sử dụng: thông thường là 0,5-1 g/l, nếu bị ô nhiễm cao thì từ 1,5-2,5 g/l, nhiệt độ xử lý từ 80-1000C x 20 phút. 8 - Có tính năng càng khóa kim loại trong nước và vải, bọt thấp dễ thao tác. 1.6.2.4 Vitex – P (chất tẩy và càng khóa kim loại). Muốn hoàn thành một quy trình nấu tẩy hoàn mỹ, thì đối với càng khóa kim loại, phân tán các thành phần không tan trong nước, chống các tạp chất bám lại vào vải thì Vitex – P là một chất nhiều công năng có thể đáp ứng các yêu cầu, là một chất trợ nhuộm mà mấy năm gần đây được các nhà máy sư dụng. Ngoài tính năng càng khóa kim loại mạnh truyền thống của EDTA ra, Vitex – P còn có tính phân tán mạnh cao phân tử mà EDTA không có, độ pH phân giải rộng từ axit đến kiềm đều cho hiểu quả tốt như nhau. Tính chất: Là hợp chất cao phân tử đặc biệt, dung dịch màu vàng, amoniac, pH=7,58,5 (dd%=5%), để hòa tan trong nước, phân tán tốt. Đặc tính: - Là một chất càng hóa, phân tán mạnh đặc biệt cao phân tử, hấp phụ và càng hóa kim loại rất tốt. - Đối với nhuộm cotton, Polyester tính hấp phụ phân tán các tạp chất và dầu mỡ rất hiệu quả đồng thời phòng chống bám lại vào vải. - Phòng chống scale hiệu quả và phân tán cao các loại hồ thừa trên vải. Sử dụng: từ 0,5- 2,0 g/l tùy vào tạp chất của sợi và tính chất của nước mà điều chỉnh. 1.6.2.5 Vitex – OXD (Chất ổn định H2O2 không silicate). Sử dụng Vitex – OXD làm chất ổn định H 2O2 vẫn cho hiệu quả tốt như Silicate nhưng lại khắc phục được các khuyết điểm so với khi sử dụng Silicate. Tính chất: Dung dịch trong suốt, anionic, pH= 6-8 (dd5%), dễ tan trong nước. Đặc tính: - Không thành phần silicate, không tạo bọt, dễ thao tác. Không có cảm giác thô nhám khi sử dụng. Có tính phân hủy cao, dễ xử lý nước khi thải. Hiệu quả ổn định H2O2 rất cao, không kém silicate Không có hiện tượng muối không tan phát sinh trên vải và thành máy. Sử dụng: Tùy vào việc tẩy trắng bằng thiết bị kín hơi (8 – 10 %), bằng máy nhuộm liên tục (10 – 15 %). 1.6.2.6 Vitex – DN ( Chất đều màu cho phẩm nhuộm). Tính chất: là chất hoạt động bề mặt cao phân tử, dạng lỏng có màu nâu nhạt, anionic, pH=9 (dd 1%), dễ hòa tan trong nước lạnh. 9 Đặc tính: − − − − Có khả năng phân tán và hòa tan tốt cho phẩm nhuộm trực tiếp và phẩm phản ứng. Tính năng đều màu, phân tán tốt. Có tính bọt thấp, không có trở ngại khi nhuộm. Với các ly tử kim loại trong nước và môi trường nước cứng vẫn có chức năng xử lý tốt, tăng độ sáng và độ bền cho màu, nâng cao tính tái hiện màu. Sử dụng: Tùy vào thành phần của sợi, từ 1,0-3,0 g/l. 1.6.2.7 Vitex – NBP( chất giặt cho màu hoạt tính). Hiện nay màu hoạt tính được sử dụng rộng rải trong nhuộm ngấm và in hoa, vì màu hoạt tính có độ bền màu cao, cho màu sắc tươi sáng. Trong quá trình nhuộm sẽ phát sinh màu tồn động trên vải nên sau khi nhuộm phải qua quá trình giặt khử các màu thừa và giữ cho màu sắc không bị biến đổi. Vitex – NBP là một chất giặt hữu hiệu, có thể đáp ứng nhu cầu trên, Vitex – NBP chống loang màu và đặc biệt không bọt, giúp cho máy dễ vận hành. Tính chất: Là dung dịch màu vàng nhạt, anionic, pH=8-9 (dd 5%), dễ hòa tan trong nước. Đặc tính: − Có hiệu quả phân tán và làm tan những màu thừa tồn trên mặt vải. − Sử dụng các hợp chất cao phân tử đặc biệt, là chất giặt không bọt, dễ thao tác so với các chất hoạt động bề mặt khác. − Có công hiệu giặt rất tốt sau khi in, chống được tình trạng in màu. − Là chất giặt tốt cho nhiều loại vải. 1.6.2.8 Vitex-FIR (Chất cầm màu cho sợi Cotton). Vitex-FIR là chất cầm màu hoạt tính trong quá trình nhuộm màu hoạt tính, giúp cho màu bám chắc vào vải, không bị đổi màu Tính chất: − Chất lỏng màu vàng nhạt, là cation yếu, pH=5-6, dễ hòa tan trong nước. Đặc tính: − Chịu nước cứng, muối, acid. − Tăng thêm độ bền màu khi giặt, độ bền khi ma sát. Sử dụng: Lấy vải đã nhuộm màu rửa sạch, điều chỉnh pH khoảng 5-6, nhiệt độ thường, thời gian xử lý từ 15-20’. Màu vừa (0.3-1.5%), màu đậm (1.5-3.0%). 1.6.2.9 Vitex-C200( Hồ mềm Cation). 10 Vitex-C200 là chất hồ siêu tính cation có hiệu quả làm mềm trơn, xốp và tạo được cảm giác đầy tay. Tính chất: - Dạng nhũ màu vàng nhạt, là cation, dễ hòa tan trong nước, pH=6,0. Đặc tính: − Không cần hòa tan trước khi sử dụng, có tính mềm trơn, xốp so với các loại hồ mềm khác − Có cảm giác đầy tay và rất mềm đối với sợi Cotton, Polyester, T/C...thích hợp với các loại vải dầy. − Có tính hòa tan cao, hiệu quả không thay đổi khi sử dụng chung với các chất trợ khác. Sử dụng: Lượng dùng từ 1-3%, nhiệt độ từ 50-600Cx20`. 11 CHƯƠNG II:QUY TRÌNH NHUỘM. 2.1 Nguyên liệu. Nguyên liệu trước khi nhuộm còn chứa nhiều tạp chất thiên nhiên, dầu máy và các tạp chất mang vào vải khi gia công kéo sợi, dệt nên thô cứng, khó thấm nước, khó thấm dung dịch hóa chất thuốc nhuộm, dẫn đến khó nhuộm màu, chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng như chưa có độ trắng cần thiết, chưa mềm vải, bề mặt còn xấu.. Xử lý nguyên liệu: Mục đích: làm sạch các tạp chất trước khi thực hiện quá trình nhuộm. Nhằm làm thay đổi cấu trúc của vật liệu, vật liệu trở nên xốp hơn, dễ hút nước và các hợp chất hóa học khác. Tiến hành: Chuẩn bị vải mộc cần nhuộm sắp xếp may hai đầu cây vải nhằm mục đích không bị rối trong quá trình nhuộm. Cho vải vào máy, lấy nước vào máy nhuộm sao cho tương đồng với tỷ lệ và dung tích máy nhuộm, thường là tỷ lệ 1:10 (1kg vải: 10 lít nước). Gia nhiệt đến 600C cho vải trương nở và thấm thấu nước vào từng sợi vải. Cho hóa chất tẩy hồ vào máy và gia nhiệt đến 600C và khởi động trong 30 phút (công đoạn này nhằm rủ bỏ tạp chất và dầu máy trong quá trình dệt nhằm đảm bảo tính chất ăn màu của từng sợi vải trên bề mặt). Khi hết thời gian rủ hồ và tẩy dầu ta xả bỏ nước ở công đoạn này và cho nước mới vào giặt xả trong thời gian 60 phút ở nhiệt độ 80 0C(giặt lại hai lần) và xả bỏ nhằm làm sạch hóa chất tẩy rửa. Sau khi xả bỏ ta tiếp tục cấp nước vào theo tỷ lệ ban đầu 1:10 và tiến hành trung hòa nước trước khi nhuộm sao cho tương đồng với pH ăn màu của phẩm nhuộm. Cho máy chạy nguội ở nhiệt độ thường 20 phút sau đó tiến hành cho chất đều màu vào nhằm tăng khả năng phân tán phẩm nhuộm giảm thiểu khả năng loang màu của vải. 2.2 Xử lý hoàn tất. Sau quá trình tiền xử lý, in nhuộm vải phải trải qua nhiều khâu xử lý cơ học, chịu nhiều tác nhân của hóa chất và chịu xử lý của các điều kiện nhiệt ẩm nên vải thường bị dãn dài, co ngang, mặt vải thong nhẵn phẳng nên chúng chưa đáp ứng được yêu cầu sản phẩm. Do đó trước khi xuất xưởng vải phải được qua khâu hoàn tất. Theo bản chất công nghệ người ta chia làm 2: 12 + Xử lý hoàn tất bằng biện pháp cơ học: dùng tác dụng của thiết bị, cơ cấu của thiết bị… xử lý bề mặt cơ học như: cào bong, mài, ủi, cán bong, xử lý phòng co. ... những cách xử lý này không làm thay đổi bản chất của vật liệu mà chỉ thay đổi hình dạng bên ngoài và kích thước. + Xử lý hoàn tất bằng biện pháp hóa học: xử lý này nhằm thay đổi tính chất của vật liệu, tao cho sản phẩm có tính chất mới như: chống màu, tăng độ hút ẩm để chống tĩnh điện và thoáng khí… 2.3 Cơ chế nhuộm: Chia làm 3 giai đoạn. * Giai đoạn 1: Thuốc nhuộm được hấp thụ bởi bề mặt xơ. Nguyên nhân của sự hấp thụ là do trên bề mặt xơ, sợi có một trường lực. Quá trình hấp thụ thực tế xảy ra rất nhanh khi nhuộm, ta phải tạo điều kiện như thế nào để cho không những chỉ có mặt ngoài mà cả bên mặt trong xơ cũng hấp thụ được thuốc nhuộm. Các phân tử thuốc nhuộm càng dễ đi vào bên trong xơ thì quá trình nhuộm càng nhanh kết thúc. * Giai đoạn 2: Đây là giai đoạn khuếch tán dung dịch vào xơ, giai đoạn này xảy ra trong một thời gian dài nên nó quyết định tốc độ của cả quá trình nhuộm. Việc khuấy trộn dung dịch nhuộm đều đặn sẽ làm cho tốc độ khuếch tán của thuốc nhuộm trong dung dịch tăng lên và do đó làm cho tốc độ nhuộm cũng tăng theo. * Giai đoạn 3: Đây là giai đoạn cố định màu của thuốc nhuộm trên xơ. Trong giai đoạn này giữa thuốc nhuộm và xơ phát sinh ra các lực tác dụng tương hỗ. Nhờ đó mà thuốc nhuộm được giữ chặt trên xơ. Giữa xơ và thuốc nhuộm có thể phát sinh các lực liên kết sau: - Lực liên kết do lực hút giữa các phân tử gọi là lực Van der Waals. - Liên kết Hydro. - Liên kết hoá trị. - Liên kết ion. (Được trình bày ở trên.) 2.4 Động học quá trình nhuộm. Quá trình nhuộm chia làm 5 giai đoạn: *Giai đoạn 1: Khuếch tán thuốc nhuộm và chất trợ đến bề mặt xơ sợi. Giai đoạn này xảy ra rất nhanh. *Giai đoạn 2: Hấp phụ thuốc nhuộm và chất trợ từ dung dịch lên bề mặt xơ sợi. Quá trình này thuốc nhuộm thực hiện liên kết với xơ sợi xảy ra nhanh chóng bằng liên kết Van der Waals. 13 *Giai đoạn 3: Hấp phụ thuốc nhuộm và chất trợ từ bề mặt xơ sợi vào sâu trong lõi xơ sợi, giai đoạn này xảy ra khó khăn nhất, nhiều trở lực nhất, là giai đoạn chậm nhất và là giai đoạn quyết định tốc độ nhuộm. *Giai đoạn 4: Thuốc nhuộm thực hiện hiện liên kết bám dính vào vật liệu người ta gọi giai đoạn này là gắn màu. *Giai đoạn 5: Khuếch tán thuốc nhuộm và chất trợ từ vật liệu ra môi trường bên ngoài. 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuốc nhuộm khuếch tán từ bề mặt xơ sợi vào sâu trong lõi xơ sợi: Kích thước phân tử thuốc nhuộm:Kích thước càng nhỏ thì tốc độ khuếch tán thuốc nhuộm vào xơ sợi càng nhanh. Tuy nhiên phân tử thuốc nhuộm có kích thước quá nhỏ thì không đủ lực liên kết với vật liệu, dẫn đến hiện tượng kém bền màu. Kích thước mao quản xơ sợi: Những xơ sợi có độ xốp cao, trương nở tốt trong nước thì dễ nhuộm. Mức độ khuấy đảo và tuần hoàn thuốc nhuộm:Quá trình khuấy đảo càng tốt thuốc nhuộm càng dễ dàng khuếch tán vào xơ sợi. Nhiệt độ:Khi nhiệt độ tăng năng lượng hoạt hoá tăng dẫn đến tăng tốc độ khuếch tán. Đồng thời mạch phân tử linh động hơn, mao quản mở rộng hơn. Quá trình nhuộm nhanh hơn. 2.6 Các công nghệ xử lý hoá học cơ bản. 2.6.1 .Hồ mềm. - Mục đích: Sau các công đoạn xử lý,các chất bôi trơn,các chất béo, sáp…có trên vảisợi đã bị loại bỏ làm cho vải cứng, thô. Mục đích của hồ mềm là làm cho vải: + Giảm độ cứng, tăng độ mềm mại, mịn tay. + Giảm nhầu, tăng khả năng phục hồi biến dạng. + Tăng độ bền cơ lý của vải khi sử dụng : chống mài mòn, chống vi khuẩn, giảm độ ma sát khi cắt may… - Nguyên tắc: Bôi trơn mặt ngoài xơ -sợi bằng các chất bôi trơn thích hợp nhằm giảm ma sát để các xơ -sợi chuyển động tương đối với nhau dễ dàng khi chịu biến dạng. Tuỳ theo loại xơ -sợi mà ta có các chất làm mềm và công nghệ thích hợp. 2.6.2 Hồ tăng cứng, hồ đầy đặn 14 - Mục đích: Một số vải mỏng hay vải dệt kim do quá mềm nên tạo dáng không đẹp, khó may, biên vải dễ bị quăn, vì vậy ta cần hồ vải để tăng độ cứng và làm cho vải đầy đặn hơn. Phương pháp này dùng các chất như tinh bột và polymer để hồ vải. 1- Hồ tinh bột. Ưu điểm: Rẻ tiền, sau khi hồ và cán ép, màng hồ nằm trên vải trong suốt làm cho vải trở nên bóng hơn. Khuyết điểm: là không có tác dụng chống nhàu, chống co, nó chỉ có tác dụng làm cho vải đầy đặn, láng mịn, sau một thời gian giặt sẽ mất hiệu quả. 2- Hồ polymer Sau khi hồ polymer(nhựa cao phân tử) vải sẽ có một số tính chất mới, nếu là vải dệt từ xơ bông thì sẽ ít trương nở, ổn định kích thước, ít bị nhàu cả ở trạng thái khô lẫn trạng thái ướt, giữ được nếp ủi, bền với ánh sáng và vi sinh vật hơn. Với những loại vải dệt từ xơ nhân tạo sẽ tăng độ bền đứt ở trạng thái ướt và tăng độ bền với ma sát. Với vải pha từ xơ xenlulo và xơ tổng hợp, cũng như vải tổng hợp sẽ ổn định kích thước, ít xô lệch sợi, có khả năng chống vón hạt và vải đầy đặn hơn, cứng hơn. 2.6.3 Hồ chống nhàu Nguyên tắc : một số xơ-sợi thiên nhiên do trong phân tử có chứa nhiều nhóm ưa nước nhưng lại thiếu các liên kết ngang, khi chịu tác động cơ học sẽ bị biến dạng, tương tác với nhau ở vị trí mới và giữ lại nếp nhàu không cho phục hồi gây nên hiện tượng nhàu khô. Tương tự như vậy, khi ở trạng thái ướt, sẽ gây ra hiện tượng nhàu ướt và khi được sấy khô nó không trở lại trạng thái ban đầu, để lại trạng thái nhàu trên vải. 2.6.4 Xử lý chống thấm nước. Đối với những vải dùng cho hàng nội thất, vải để che hàng hoá khi vận chuyển, che mưa cho kho hàng, làm lều bạt và sử dụng cho các nhu cầu xây dựng, quốc phòng… thường được sử dụng một số hợp chất hoá học có tính ghét nước. Phương pháp đơn giản là tạo lên vải các muối kim loại nặng của các acid béo như nhôm oleat, nhôm stearat…Có 2 phương pháp xử lý chống thấm nước : 1- Xử lý chống thấm hay còn gọi là phương pháp tráng phủ 2- Xử lý kỵ nước hay còn gọi là phương pháp ngấm ép hoá chất chống thấm(dựa trên nguyên lý sức căng bề mặt của vải và nước). 15 2.6.5 Xử lý chống cháy. Nhiều loại vải rất dễ bắt lửa và cháy. Để tránh hoả hoạn ở nơi dùng nhiều vải trang trí như rạp hát, kho tàng, phòng triển lãm; các mặt hàng vải công nghiệp; vải quốc phòng…người ta có thể hồ cho vải một số hoá chất có khả năng chống cháy. Các công nghệ xử lý chống cháy : + Sử dụng muối amonium của phostphoric acid : (NH 4)2SO4, NH4Cl, (NH4)2CO3…ở nhiệt độ cao các chất này có khả năng thoát khí dập lửa. Ví dụ: 3(NH4)2SO4NH3+N2+3H2O+3NH4HSO3 + Sử dụng một số muối vô cơ:NaSiO 3, MgCl2, Na2B4O7…có khả năng chảy ra ở nhiệt độ cao ngăn không cho lửa lan truyền. + Tạo các muối không tan trên vải :những muối này sẽ có khả năng dập lửa. Ví dụ :khi hồ vải bằng dung dịch của MgCl 2 với Na2SiO3 thì trên vải sẻ tạo thành các muối không tan tương ứng mới là MgSiO 3. Các muối này khó bắt lửa hoặc khi cháy nó thoát ra khí không cháy để dập tắt ngọn lửa, làm cho ngọn lửa không thể lan rộng được. 2.6.6 Xử lý chống tĩnh điện. a. Sử dụng chất bôi trơn :Thường dùng là các chất hoạt động bề mặt cation, các chất làm mềm. Các chất này khi nằm trên vải sẽ hướng các phần ưa nước ra ngoài làm tăng độ hút ẩm, tăng độ dẫn điện, làm giảm tĩnh điện. Như vậy, khi hồ mềm ta cũng đạt hiệu quả chống tĩnh điện. b. Biến tính mặt ngoài xơ : có các cách sau : + Sử dụng xơ-sợi biến tính bằng cách ghép vào chúng những phân tửkỵ nước. + Xử lý sản phẩm dệt bằng cách tăng độ ẩm bao gồm xử lý xà phòng hoá. + Xử lý giảm trọng(xơ -sợi polyeste). c. Xử lý bằng nhựa hoá học :Tạo cho vải một màng cao phân tửưa nước có tính dẫn điện cao, chất này được sản xuất ở dạng nhũ tương, đưa lên vải bằng phương pháp cán ép rồi được sấy và xử lý nhiệt với chất xúc tác. Màng nhựa mỏng tạo thành trên vải được gắn chặt với cấu trúc sợi làm giảm đi hiện tượng tĩnh điện. 16 17 [...]... ta gọi giai đoạn này là gắn màu *Giai đoạn 5: Khuếch tán thuốc nhuộm và chất trợ từ vật liệu ra môi trường bên ngoài 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuốc nhuộm khuếch tán từ bề mặt xơ sợi vào sâu trong lõi xơ sợi: Kích thước phân tử thuốc nhuộm: Kích thước càng nhỏ thì tốc độ khuếch tán thuốc nhuộm vào xơ sợi càng nhanh Tuy nhiên phân tử thuốc nhuộm có kích thước quá nhỏ thì không đủ lực liên... đích không bị rối trong quá trình nhuộm Cho vải vào máy, lấy nước vào máy nhuộm sao cho tương đồng với tỷ lệ và dung tích máy nhuộm, thường là tỷ lệ 1:10 (1kg vải: 10 lít nước) Gia nhiệt đến 600C cho vải trương nở và thấm thấu nước vào từng sợi vải Cho hóa chất tẩy hồ vào máy và gia nhiệt đến 600C và khởi động trong 30 phút (công đoạn này nhằm rủ bỏ tạp chất và dầu máy trong quá trình dệt nhằm đảm bảo... là giai đoạn khuếch tán dung dịch vào xơ, giai đoạn này xảy ra trong một thời gian dài nên nó quyết định tốc độ của cả quá trình nhuộm Việc khuấy trộn dung dịch nhuộm đều đặn sẽ làm cho tốc độ khuếch tán của thuốc nhuộm trong dung dịch tăng lên và do đó làm cho tốc độ nhuộm cũng tăng theo * Giai đoạn 3: Đây là giai đoạn cố định màu của thuốc nhuộm trên xơ Trong giai đoạn này giữa thuốc nhuộm và xơ phát... lực tác dụng tương hỗ Nhờ đó mà thuốc nhuộm được giữ chặt trên xơ Giữa xơ và thuốc nhuộm có thể phát sinh các lực liên kết sau: - Lực liên kết do lực hút giữa các phân tử gọi là lực Van der Waals - Liên kết Hydro - Liên kết hoá trị - Liên kết ion (Được trình bày ở trên.) 2.4 Động học quá trình nhuộm Quá trình nhuộm chia làm 5 giai đoạn: *Giai đoạn 1: Khuếch tán thuốc nhuộm và chất trợ đến bề mặt xơ... Hấp phụ thuốc nhuộm và chất trợ từ dung dịch lên bề mặt xơ sợi Quá trình này thuốc nhuộm thực hiện liên kết với xơ sợi xảy ra nhanh chóng bằng liên kết Van der Waals 13 *Giai đoạn 3: Hấp phụ thuốc nhuộm và chất trợ từ bề mặt xơ sợi vào sâu trong lõi xơ sợi, giai đoạn này xảy ra khó khăn nhất, nhiều trở lực nhất, là giai đoạn chậm nhất và là giai đoạn quyết định tốc độ nhuộm *Giai đoạn 4: Thuốc nhuộm. .. chế nhuộm: Chia làm 3 giai đoạn * Giai đoạn 1: Thuốc nhuộm được hấp thụ bởi bề mặt xơ Nguyên nhân của sự hấp thụ là do trên bề mặt xơ, sợi có một trường lực Quá trình hấp thụ thực tế xảy ra rất nhanh khi nhuộm, ta phải tạo điều kiện như thế nào để cho không những chỉ có mặt ngoài mà cả bên mặt trong xơ cũng hấp thụ được thuốc nhuộm Các phân tử thuốc nhuộm càng dễ đi vào bên trong xơ thì quá trình nhuộm. .. đích: Một số vải mỏng hay vải dệt kim do quá mềm nên tạo dáng không đẹp, khó may, biên vải dễ bị quăn, vì vậy ta cần hồ vải để tăng độ cứng và làm cho vải đầy đặn hơn Phương pháp này dùng các chất như tinh bột và polymer để hồ vải 1- Hồ tinh bột Ưu điểm: Rẻ tiền, sau khi hồ và cán ép, màng hồ nằm trên vải trong suốt làm cho vải trở nên bóng hơn Khuyết điểm: là không có tác dụng chống nhàu, chống co,... sợi: Những xơ sợi có độ xốp cao, trương nở tốt trong nước thì dễ nhuộm Mức độ khuấy đảo và tuần hoàn thuốc nhuộm: Quá trình khuấy đảo càng tốt thuốc nhuộm càng dễ dàng khuếch tán vào xơ sợi Nhiệt độ:Khi nhiệt độ tăng năng lượng hoạt hoá tăng dẫn đến tăng tốc độ khuếch tán Đồng thời mạch phân tử linh động hơn, mao quản mở rộng hơn Quá trình nhuộm nhanh hơn 2.6 Các công nghệ xử lý hoá học cơ bản 2.6.1 Hồ... tăng khả năng phân tán phẩm nhuộm giảm thiểu khả năng loang màu của vải 2.2 Xử lý hoàn tất Sau quá trình tiền xử lý, in nhuộm vải phải trải qua nhiều khâu xử lý cơ học, chịu nhiều tác nhân của hóa chất và chịu xử lý của các điều kiện nhiệt ẩm nên vải thường bị dãn dài, co ngang, mặt vải thong nhẵn phẳng nên chúng chưa đáp ứng được yêu cầu sản phẩm Do đó trước khi xuất xưởng vải phải được qua khâu hoàn... các loại vải dầy − Có tính hòa tan cao, hiệu quả không thay đổi khi sử dụng chung với các chất trợ khác Sử dụng: Lượng dùng từ 1-3%, nhiệt độ từ 50-600Cx20` 11 CHƯƠNG II:QUY TRÌNH NHUỘM 2.1 Nguyên liệu Nguyên liệu trước khi nhuộm còn chứa nhiều tạp chất thiên nhiên, dầu máy và các tạp chất mang vào vải khi gia công kéo sợi, dệt nên thô cứng, khó thấm nước, khó thấm dung dịch hóa chất thuốc nhuộm, dẫn