Tài liệu Kỹ thuật nhuộm màu vải hoàn tất doc

5.1.Kỹ thuật nhuộm hoàn tất
Nhuộm là quá trình gia công nhằm tạo màu cho xơ, sợi hay vải sau cho màu đó
đều, sâu và bền . Người ta dùng thuốc nhuộm để tạo màu trong công nghệ nhuộm,
ứng với mỗi loại vật liệu ta có thể dùng một hoặc vài lớp thuốc nhuộm để nhuộm
màu.
Quá trình nhuộm là quá trình kỹ thuật được hình thành bởi các yếu tố:Vật liệu
nhuộm, thuốc nhuộm nhuộm sử dụng nhiệt độ, các chất phụ trợ, áp suất, dung tỷ
nhuộm, thiết bị và phương pháp tiến hành nhuộm. Mỗi loại vật liệu, sản phẩm sẽ có
một qui trình và công thức nhuộm riêng tối ưu cho loại vật liệu, sản phẩm đó.
Tuỳ theo yêu cầu về màu sắc, dạng vật liệu dệt sẳn có và yêu cầu gia công sau khi
nhuộm mà người ta có thể nhuộm vật liệu dệt ở dạng xơ, sợi, chỉ và vải. cũng tuỳ
theo dạng vật liệu dệt và điều kiện cụ thể mà người ta dùng các thiết bị nhuộm khác
nhau thuộc 2 nhóm:
Thiết bị nhuộm gián đoạn và thiết bị nhuộm liên tục. Hiện nay đã có nhiều kiểu
thiết bị nhuộm vật liệu dệt được chế tạo song về mặt thuỷ lực động học, thiết bị
nhuộm được chế tạo theo các nguyên tắc sau đây:
- Vật liêu dệt chuyển động, dung dịch nhuộm tĩnh.
- Dung dịch nhuộm chuyển động, vật liệu dệt tĩnh.
- Cả vật liệu dệt và dung dịch nhuộm đều chuyển động.
5.2.Lý thuyết nhuộm
5.2.1.Tóm tắt tính chất vật liệu dệt.
Tất cả các loại xơ trong công nghiệp dệt đều có cấu tạo từ những đại phân tử mạch
thẳng sắp xếp dọc theo trục xơ với mức độ định hướng khác nhau, các đại phân tử
liên kết với nhau qua các nhóm định chức - OH, - NH
2
, - COOH, CN… hay liên
kết với nhau bằng liên kết phân tử Val der Waals. Có vùng các phân tử sắp xếp chặt
chẽ gọi là cấu trúc tinh thể, ngược lại có vùng sắp xếp không chặt chẽ gọi là cấu
trúc vô định hình, tạo cho xơ có diện tích bề mặt rất lớn.
Các loại xơ khác nhau có mức hút ẩm khác nhau. Khi nhúng sơ vào nước, sẽ xuất
hiện hiện tượng điện hoá do xơ hấp thụ một số ion từ dung dịch hay do các nhóm

định chức của xơ phân ly, do vậy trên bề mặt xơ và dung dịch có lớp điện tích kép,
hiệu số điện thế giữa sơ và dung dịch gọi là điện thế màng, đại lượng này phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như tính chất của xơ, độ pH của môi trường, sự có mặt của chất
điện ly và nhiệt độ.
5.2.2. 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 dể đi vào bề mặt trong của xơ thì quá trình nhuộm càng mau 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 điều đặng 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 sơ. 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.
5.2.3. 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 chống bằng
liên kết Van der Waals.
*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.
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 qua
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 tốt thuốc
nhuộm 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.
5.2.4. Sử dụng chất trợ trong quá trình nhuộm
Chất trợ không thể thiếu trong quá trình nhuộm, chúng giúp quá trình nhuộm hoàn
hảo hơn màu đều hơn.
Chất trợ rất đa dạng nhưng hầu hết là chất hoạt động bề mặt, nó có những chức
năng chính như sau:
- Tăng tốc độ thấm nước: chất trợ làm giảm sức căng bề mặt của nước và dung
môi, dẫn đến thuốc nhuộm dễ dàng thấm vào vật liệu.
- Làm đều màu: tác dụng điều khiển tốc độ phản ứng của thuốc nhuộm với xơ sợi.
- Tác dụng ổn định hệ thống và phân tán: chất trợ làm đều thuốc nhuộm tan trong
nước và phân tán đều thuốc nhuộm không tan trong nước.
- Làm trơn vật liệu: chất trợ giúp vải chuyển động nhẹ hơn tránh được vết xước khi
tiếp xuc với thiết bị.

- Chất trợ giúp ngăn cản chạy màu hay di tản màu.
5.3.Công nghệ nhuộm
5.3.1.Phương pháp nhuộm gián đoạn
Phương pháp này sử dụng để nhuộm các vật liệu dệt như: xơ, sợi, vải với khối
lượng không lớn lắm theo từng mẻ một trong các thiết bị tương ứng. Thuốc nhuộm
được chuẩn bị ở dạng dung dịch hoặc ở dạng huyền phù cùng với các chất trợ
nhuộm và được đưa ngay vào máy nhuộm một lần hoặc nhiều lần tuỳ từng trường
hợp cụ thể. Thời gian nhuộm có thể kéo dài từ 1 tới 2 giờ. Chế độ tăng nhiệt độ sau
những khoảng thời gian nhất định được thiết kế riêng cho mỗi loại.
Bản chất của quá trình nhuộm gián đoạn: khi vật liệu dệt ngâm vào dung dịch thuốc
nhuộm thì vật liệu sẽ trích hút thuốc nhuộm từ dung dịch vào xơ sợi và thực hiện
gắn màu, trong quá trình này nồng độ thuốc nhuộm ngoài máng sẽ giảm và lượng
thuốc nhuộm trong vật liệu sẽ tăng.
Quy trình công nghệ nhuộm gián đoạn
hạ t
0
, giặt
t
0
max
Duy trì t
0

Tăng t
0

T
0
bắt đầu
5.3.2.Phương pháp nhuộm liên tục

Quá trình loại, xử lý hoá học và nhuộm được thực hiện khi vải vẫn chuyển động
liên tục qua một dãy các máy đặt liên hợp với nhau. Vải đạt chất lượng cao, thời
gian gia công được rút ngắn. Vải được di chuyển trong môi trường có áp suất
thường với nhiệt độ 98-100
0
C. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, dây chuyền nhuộm liên
tục gồm các bộ phận sau:
a Bộ phận vào vải: là bộ phận đầu tiên không thể thiếu được của một dây chuyền
liên tục. Nó làm nhiệm vụ gỡ phẳng các nếp nhăn, các vệt gấp ở giữa và ở hai biên
của băng vải để khi nhuộm được đều.
b Máng ngấm ép dung dịch nhuộm: khi nhuộm vải ở dạng mở khổ thì việc ngấm
ép vải bằng dung dịch nhuộm là yêu cầu rất quang trọng. Máy ngấm ép được đặt
ngay sau bộ phận vào vải và làm việc liên tục với các bộ phận tiếp sau. Mặc dù vải
đi trong dung dịch nhuộm không lâu nhưng nhờ tác dụng vừa ngấm vừa ép làm cho
dung dịch thuốc nhuộm được thấm đều vào vải và phân bố đều trên toàn bộ diện
tích của nó. Thuốc nhuộm được tạo điều kiện để liên kết với vải được đồng đều.
Tất cả các máng ngấm ép đều gồm 2 bộ phận chính: máng chứa dung dịch nhuộm
và hệ thống các trục ép.
c Máy sấy vải sau khi ngấm ép (sấy trung gian): quá trình này rất cần thiết nhất
là đối với những vải nhuộm bằng thuốc nhuộm hoàn nguyên hay hoạt tính theo
phương pháp hai pha. Nhờ quá trình sấy trung gian này mà vải sẽ có khả năng hút
được nhiều dung dịch hoá chất hơn thuốc nhuộm ít bị thăng hoa hơn ở máng ngấm
ép thứ hai. Còn đối với vải tổng hợp nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán thì sau khi
ngấm ép dung dịch nhuộm vải cần phải được sấp khô trước khi gia nhiệt.
d Buồng hấp và gia nhiệt vải: để tạo cho thuốc nhuộm khuếch tán sâu vào trong
xơ và thực hiện liên kết với xơ, sau khi sấy trung gian vải sẽ được hấp trong môi
trường bảo hoà ở 103 – 105
0
C trong thời gian từ 1 – 3 phút. Trong điều kiện như
vậy các phản ứng hoá học sẽ xảy ra, vải sẽ được nhuộm màu.

e Hệ thống bồn giặt vải: sau khi nhuộm, để khử những phần tử thuốc nhuộm
không liên kết với vải, vải sẽ được giặt mạnh ở dạng mở khổ trong hệ thống máy
giặt liên tục.
f Sấy khô vải: ở cuối mỗi dây chuyền nhuộm liên tục đều có trang bị máy sấy để
sấy khô vải.
Một số dây chuyền nhuộm liên tục, thường có những thứ tự xử lý sau:
• Đối với dây chuyền ngấm hấp liên tục một pha
Vải vào máy ngấm ép dung dịch thuốc nhuộm hấp bằng hơn nước bão hoà
thổi gió (nếu cần)giặt(hoặc xử lý bằng các dung dịch hoá chất cần thiết sấy
khô và ra xe.
• Đối với dây chuyền nhuộm ngấm hấp hai pha.
Vải vào máy ngấm ép dung dịch thuốc nhuộm sấy trung gian(gió
nóng)ngấm ép dung dịch hiện màu(pha thứ hai) hấp bằng hơi nước bão hoà 
thổi gió giặt và xử lý các dung dịch hoá chất cần thiết  sấy khô và ra xe.
• Đối với dây chuyền thermosol.
Vải  ngấm ép dung dịch nhuộm  sấy trung gian(bằng hồng ngoại và gió nóng)
 gia nhiệt sấy khô và ra vải.
5.3.3. Nhuộm bán liên tục
• Cuộn ủ nóng
Ngấm ép  xông hơi ở 85
0
C  ủ  giặt  sấy.
• Cuộn ủ nguội
Ngấm ép ủ (6 – 24giờ) giặt sấy.
5.4.Kỹ thuật nhuộm hoàn tất
5.4.1. Mục đích
Sau những công đoạn xử lý giặt, tẩy, nhuộm…vải bị nhiều tác dụng cơ học, hoá
học, làm cho vải bị giản dài và co ngang, mặt vải còn nhiều nếp nhăn, kích thước
vải không ổn định.
Ngoài ra, trên vải còn chứa một số tính chất cần thiết theo yêu cầu sử dụng như:

chống cháy, chống thấm… vì vậy tất cả các mặt hàng vải trước khi đem sử dụng
cần phải qua công đoạn xử lý hoàn tất.
Qui trình xử lý hoàn tất là sự kết hợp giữa các biện pháp cơ học và hóa học. Quá
trình xử lý cơ học nhằm làm thay đổi tính chất cơ lý của sản phẩm, còn quá trình xử
lý hoá học là dùng các tác nhân hoá học làm biến đổi bản chất của vật liệu(dẫn đến
những biến đổi khác).
5.4.2. Xử lý hoàn tất cơ học
5.4.2.1.Vắt ép nước
Sau quá trình giặt sau khi nhuộm, lượng nước có trên vải có thể đạt đến 300 –
400%. Lượng nước này cần phải được tách ra khỏi vải bằng các phương pháp cơ
học trước khi sấy, hay ổn định nhiệt nhằm làm giảm chi phí năng lượng cần dùng
khi sấy.
- Dùng máy cán ép: trong phương pháp này hệ trục ép thường đặt ở cuối máy.
Lượng nước còn lại trên vải sau khi ép từ 70 – 120%. Không nên sử dụng lực ép
quá lớn vì dễ làm biến dạng vải. Phương pháp này thích hợp cho vải dệt thôi bình
thường.
- Vắt chân không: dùng cho mặt hàng vải xốp, búp sợi sau khi nhuộm… vải được di
chuyển qua khe hút chân không hoặc chạy cuốn qua 1 thùng rỗng. Dòng không khí
xuyên qua vải sẽ làm vải mất nước nhanh chống (còn lại 70 – 100%)









Hình:máy vắt chân không

5.4.2.2.Sấy khô hoàn tất
Là quá trình tách hết phần ẩm dư thừa ra khỏi vải bằng nhiệt, làm cho lượng nước
trong vải chuyển dần ra mặt ngoài và thoát đi. Tuỳ theo phương thức cấp nhiệt ta
có các loại sau:
- Sấy trực tiếp: dùng phương pháp thổi gió nóng trực tiếp.
- Sấy gián tiếp: cho vải tiếp xúc với mặt kim loại đã được đốt nóng. Phương pháp
này ít được sử dụng.
- Sấy cao tần: sử dụng dòng điện tần số cao làm cho lượng ẩm trên vải thoát nhanh.
Phương pháp này cũng không phổ biến vì thiết bị đắt tiền.
- Sấy bức xạ: dùng bức xạ hồng ngoại để sấy khô vải. Được dùng phổ biến trong
thiết bị nhuộm.
5.4.2.3.Công nghệ xử lý bề mặt vải
- Cào lông: tạo một lớp đầu xơ trên mặt vải nhằm tăng khả năng giữ nhiệt, tăng độ
mềm mại, tăng vẻ đẹp bên ngoài…sau khi cào, vải thường bị co khổ, tăng thể tích
giảm độ bền.
2
4
1
3
5

Hình: máy cào và nguyên lý cào một mặt
- Mài vải: tạo cho vải có bề mặt mịn, cho vải hiệu ứng da đào hoặc hiệu ứng da nai.
Sau khi mài các chỉ tiêu về độ bền của vải đều giảm.
- Cán vải: nhằm tạo cho vải có độ phẳng, nhẳn hoặc có độ bóng, độ gãy, độ gấp
khúc, hoặc nỗi hoa văn như mong muốn.
5.4.3. Các công nghệ xử lý hoá học cơ bản
5.4.3.1.Hồ mềm
- Mục đích : sau các công đoạn xử lý,các chất bôi trơn,các chất béo, sáp…có trên
vải-sợi 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.
5.4.3.2.Hồ tăng cứng, hồ đầy đặn
- 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 :
Khuyết điểm :của loại hồ này 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.
Ưu điểm : rẻ tiền, sau khi hồ và cán ép, màng hồ nằm trên vải trong suốt làm cho
vải trở nên bóng hơn.
2- Hồ polymer
Sau khi hồ polymer(nhựa cao phân tử) vải sẽ có một số tính chất mới như
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.
5.4.3.3.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.
5.4.3.4.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).
5.4.3.5.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
)
2
SO

4
, NH
4
Cl, (NH
4
)
2
CO
3
…ở
nhiệt độ cao các chất này có khả năng thoát khí dập lửa. Ví dụ :
3(NH
4
)
2
SO
4
NH
3
+N
2
+3H
2
O+3NH
4
HSO
3
Sử dụng một số muối vô cơ :NaSiO
3
, MgCl

2
, Na
2
B
4
O
7
…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 Na
2
SiO
3
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.
5.4.3.6.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, làn 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 tử ghét nước.
Xử lý sản phẩm dệt bằng cách tăng độ ẩm bao gồm xử lý xà phòng hoá( xơ -sợi

acetate); xử lý giảm trọng(xơ -sợi polyeste).
c. Xử lý bằng nhựa hoá học : tạo cho vải một màng cao phân tử ưa 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.