Thiết kế công nghệ và dây chuyền sản xuất

LỜI CẢM ƠN
Em xin cảm ơn thầy Phạm Đức Dương và các thầy cô giáo trong khoa
Công nghệ Dệt May và thời trang trang bị cho em những kiến thức quý báu
trong suốt năm năm học vừa qua.
Qua đây em cũng cảm ơn đến Công ty Dệt may Hà Nội đã giúp đỡ và
tạo điều kiện cho em trong thời gian thực tập ở tại Công ty.


LỜI NÓI 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 mạnh 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 mét 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 xí nghiệp này khâu nhuộm – hoàn tất đóng một vai
trò hết sức quan trọng có tính chất quyết định đến sản phẩm cuối cùng.
Trong số các hàng dệt kim thì các mặt hàng cotton 100% được quan
tâm sản xuất ngày càng nhiều và sử dụng rất phổ biến trên thế giới.
Với mục tiêu như vậy, trong phần thiết kế của mình, em cố gắng chọn
thiết bị và công nghệ đạt trình độ cao của thế giới để có thể sản xuất ra sản
phẩm có chất lượng cao, ngoài ra nhờ sử dụng thiết bị tốt còn có thể áp dụng
được công nghệ hiện đại, tiết kiệm hơi, điện, nước, hóa chất, lao động đó là
những vật tư tiêu hao thường xuyên. Công nghệ hiện đại còn cho phép đảm
bảo các điều kiện về môi trường. Sản phẩm và bán sản phẩm của bản thiết kế
này sẽ được sử dụng cho may mặc nhiều mặt hàng khác nhau nh các loại áo
T-Shint, Polo-Shirt, các loại quần áo nam nữ và nhiều mặt hàng khác.

PHẦN THỨ NHẤT
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH
HÓA HỌC VẢI DỆT KIM
Trong các mặt hàng may mặc thì hàng dệt kim ngày càng được sử dụng
rộng rãi để may mặc các loại quần áo lót, quần áo mặc ngoài, quần áo thể
thao.
Trong số các loại vải dệt kim thì các loại mặt hàng từ xơ bông 100% đặc
biẹt là các mặt hàng đã qua xử lý hóa học, nhuộm và hoàn tất cao cấp vẫn là
những mặt hàng truyền thống, được ưa chuộng hơn cả vì các tính chất sử
dụng ưu việt của chóng.
Theo chiến lược phát triển của ngành dệt – may nước ta đến năm 2010
sản lượng hàng dệt kim cả nước sẽ là 100.000 tấn/năm, như vậy sẽ có khoảng
25 – 35 nhà máy dệt kim mới cần xây dựng với công suất 1.500 tấn/năm cho
mỗi nhà máy. Sản phẩm dệt kim sản xuất ra không những phục vụ cho nhu
cầu trong nước mà còn xuất khẩu vào thị trường EU, Nhật, Mỹ.
Hiện nay, Mỹ đã có quan hệ bình thương hóa với Việt Nam, bãi bỏ cấm
vận, tuy chưa được ưu đãi thuế quan phổ cập và cho hưởng tối huệ quốc đã
thông qua hiệp định thương mại Việt – Mỹ nhưng Việt Nam đã xuất khẩu vào
Mỹ hàng may mặc nói chung và hàng dệt kim nói riêng với số lượng tương
đối lớn.
Trong thời gian tới, khi quan hệ Việt – Mỹ được cải thiện hơn thì việc
xuất khẩu hàng dệt may nói chung và hàng dệt kim nói riêng vào thị trường
Mỹ là hoàn toàn khả năng to lớn. Điều này cho thấy việc đầu tư xây dựng các
nhà máy sản xuất hàng dệt kim mới với thiết bị hiện đại và công nghệ tiên
tiến để sản xuất được các sản phẩm cao cấp đạt tiêu chuẩn xuất khẩu và đáp
ứng nhu cầu về chất lượng hàng may mặc ngày càng cao nhân dân ta là hoàn
toàn phù hợp với giai đoạn sắp tới.

Nội dung của bản đồ án này là thiết kế xưởng nhuộm, hoàn tất vải dệt
kim với nguyên liệu đầu vào là vải 100% bông dệt kim.
Năng suất của nhà máy là 3000 tấn/năm. Vải dệt kim méc dệt từ sợi
bông 100% đều có chứa các tạp chất thiên nhiên, dầu mỡ khi kéo sợi dệt và
không có hồ. Công đoạn làm sạch hóa học (làm bóng, nấu, tẩy) không những
làm khử sạch tạp chất mà còn làm cho xở nở đều, xốp, dễ thấm nước, dễ hót
mồ hôi, mềm mại và đặc biệt là dễ hấp thụ thuốc nhuộm ở công đoạn sau. Vải
qua quá trình tiền xử lý không những mầu nhuộm sau này sẽ tươi sáng hơn và
nếu như vải để trắng thì độ trắng sau đi tăng, trắng quang học cũng cao hơn,
bền vững hơn.
Vì vậy, tất cả các mặt hàng dệt kim dù để trắng hay nhuộm màu và in
hoa đều phải qua quá trình làm sạch hóa học.
Quá trình làm sạch hóa học vải dệt kim từ xơ bông bao gồm các công
đoạn sau:
- Kiểm tra phân loại
- Đốt đầu xơ (với những mặt hàng có yêu cầu)
- Lén trái (nếu cần)
- Làm bóng (hay kiềm co)
- Nấu bằng dung dịch kiềm
- Nấu tẩy và tăng trắng quang học ( hoặc nấu tẩy thực hiện đồng thời)
- Giặt và trung hòa sau mỗi công đoạn
- Vắt Ðp nước
Sau quá trình này vải được chuyển sang nhuộm, cán phẳng và sấy khô.
Tuỳ theo thành phần cấu tạo của mỗi loại vải mà người ta sử dụng công nghệ
làm sạch sao cho phù hợp. Để đạt được những chỉ tiêu kỹ thuật cao nhất đặt ra
về chất lượng sản phẩm, các yêu cầu kỹ thuạt đặt ra cho bản thiết kế này là”
- Sản phẩm được dệt từ sợi bông 100% chải kỹ.
- Vải dệt kim được làm sạch hóa học và nhuộm theo công nghệ hiện đại
đạt tiêu chuẩn về độ mềm mại, độ trắng độ bền màu cao, vải có độ xốp cao,

không bị bai dãn, có độ co tối đa là 2-3% và đạt các tiêu chuẩn Việt Nam và
Quốc tế.
1.1. Đặc điểm cấu tạo của xenlulô
1.1.1. Khái niệm
Xenlulô là một hợp chất được tổng hợp trong thiên nhiên nó là thành
phần chủ yếu để tạo ra các loại xơ nh bông, đay, gai, lanh, vitxcô, Axetat,
Triaxetat.
1.1.2. Cấu tạo của xenlulô
H
HO

H
OH
H

H

CH2OH

OH
H

H
O

O

CH2OH

H

O
H
OH

O
H

H

OH
H

H

OH

H

OH

H
O

CH2OH

H

H
O

O OH
H
OH

H
H

CH2OH

H

OH

n
Trong công thức cấu tạo của xenlulô
- Mức độ trùng hợp của xenlulô thiên nhiên là rất lớn nó có thể lên tới
hơn 30 nghìn đối với xơ kỹ thuật nh: lanh, gai, đay.
Đối với xơ bông > 10000
Trong khi đối với các xơ nhân tạo mức độ trùng hợp của xenlulô thấp
hơn rất nhiều đối với Vitxcô thường thường n = 400 ÷450 đối với xơ
polynoepic
n = 500 ÷ 550 lần, Axetat: n = 250 ÷ 300
- Trong phần tử xenlulô 2 vòng cơ bản nằm sát cạnh nhau thì quay so với
nhau 1 góc là 1800.


- Giữa hai vòng cơ bản nằm sát cạnh nhau của phần tử xenlulô thực hiện

liên kết glucozit còn gọi là liên kết cầu ôxi khi đại phân tử xenlulô bị phá huỷ,
các liên kết này bị phá huỷ trước tiên tạo ra các phân tử xenlulô.
- Trong mỗi vòng cơ bản của xenlulô có chứa 3 nhóm: Hidroxyl tù do
(-OH) dính vào các phần tử cacbon. Những phần tử này thể hiện khả năng
phản ứng tích cực của xenlulô trong các môi trường axít hoặc kiềm.
- Xenlulô còn là hợp chất đa tinh thể trong một hộp chất xenlulô có phần
tinh thể và phần vô định hình tỷ lệ tinh thể của xenlulô là rất lớn có thể đạt tới
70% trong khi ở các xơ nhân tạo tỷ lệ chỉ đạt tới 40%.
1.1.3. Tính chất lý hóa của xenlulô
- Xenlulô không bền nhiệt, song độ bền của nó giảm nhiều hay Ýt còn
tùy thuộc vào nhiệt độ, thời gian gia công và sự có mặt đồng thời của các
nhân khác.
Thí dô: Khi nấu vải bông bằng dung dịch kiềm loãng ở nhiệt độ
100 ÷ 1250C trong thời vòng 6 ÷ 8 giê khi không có mặt ôxi của không khí
hoặc khi sấy ở nhiệt độ 150 ÷ 2000C trong thời gian rất ngắn thì độ bền của
xenlulô chưa bị giảm hoặc giảm không đáng kể. Còn khi sấy ở nhiệt độ trên
2750C thì xenlulô sẽ bị biến đổi nhanh chóng làm thoát ra các phẩm vật ở thể
khí và thể lỏng với thành phần khác nhau. Từ nhiệt độ 400 0C trở lên xenlulô
bị phân hủy và chuyển thành các phẩm vật ở thể khí phần còn lại là cacbon.
- Tác dụng của nước và dung môi hữu cơ
Mặc dù chứa nhiều nhóm hidroxyl nhưng xenlulô không hòa tan vào
trong nước, dưới tác dụng của nước nó chỉ bị trương nở vì các phân tử của nó
liên kết chặt chẽ với nhau bằng mối liên kết hiđrô và lực Van - đéc - van.
Nếu lấy xơ bông làm ví dụ thì chúng ta thấy rằng: trong nước xơ bông
không bị hòa tan, nhưng do bị trương nở mạnh nên tiết diện ngang của nó
tăng lên đến 45 ÷ 50%, trong lúc đó chiều dài của xơ chỉ tăng 1 ÷ 2%.
Đồ thị quang tuyến của xơ xenlulô bị trương không khác gì so với đồ thị
quang tuyến của nó ở trạng thái khô, điều này chứng tỏ rằng nước chỉ thấm

vào được những phần mà ở đó các phần tử xenlulô sắp xếp kém chặt chẽ và
định hướng.
Khi nâng cao nhiệt độ giữ nguyên độ Èm thì hàm Èm và độ trương của
xơ xenlulô chỉ giảm đi chút Ýt. Còn khi nâng độ Èm của môi trường quá 80%
thì hàm Èm và độ trương của xenlulô sẽ tăng lên trong khoảng nhiệt độ từ 60
60 ÷ 1000C.'
Dưới tác dụng của hơi nước trong thời gian dài thì độ bền cơ học của xơ
xenlulô sẽ bị giảm do bị thủy phân và đồng thời bị ôxi hóa thành ôxít xenlulô.
Xenlulô không hòa tan trong các dung môi thông thường nh ête, rượu,
benzen v.v... Nó chỉ bị hòa tan trong một vài dung môi đặc biệt.
- Tác dụng của axít.
Xenlulô kém bền với tác dụng của Axít, nhất là tác dụng của axít
khoáng. Dưới tác dụng của axít mối liên kết glucôzit sẽ bị thủy phân làm cho
mạch xenlulô bị đứt. Nhưng tốc độ thủy phân của những phần khác nhau
trong xơ xenlulô không hoàn toàn giống nhau, kết quả là sẽ nhận được một
hỗn hợp của phẩm vật chưa bị thủy phân hoàn toàn.
Khi xenlulô bị thủy phân hoàn toàn thì phẩm vật thu được sẽ là:
axÝt
(C6H10O5)n + nH2O nC nC6H12O6
- Trong môi trường kiềm: xenlulô bền vững trước tác dụng của kiềm cho
NaOH trực tiếp với xenlulô cũng không phá hủy được liên kết glucôzit. Tuy
nhiên kiềm có khả năng ôxi hóa xenlulô khi bị đốt nóng.
C6H7O2(OH)3 + NaOH

C6H7O2(OH)2. OH . NaOH

xenlulô kiềm.

Xenlulô kiềm kém bền vững, dễ bị nhốt phân hóa và biến thành hydrát
xenlulô.

Về thành phần hóa học, hydrát xenlulô không khác gì hydrat phân huỷ
nhưng cháy khác nhau về cấu trúc. Trong đại phân tử hydrat xenlulô các gốc
glucôza quy đi 1 góc 900 do vậy các số nhóm OH tác dụng tương hỗ giảm đi
làm cho các tính chất, lý, hóa của hydrat xenlulô thay đổi so với xenlulô thiên
nhiên.


Bởi vậy hydrat xenlulô có khả năng hấp thụ nước mạnh hơn phản ứng
hóa học dễ dàng hơn và dễ ăn màu hơn.
Sự biến đổi cấu trúc khi chuyển đổi từ xenlulô tự do sáng hydrat xenlulô
một phần nào đó có thể phục hồi được bằng cách đun nóng hydrat xenlulô vài
giê trong gluxerin từ 1500C trở lên. Khi đó sự phân bố các mắt xích trong đại
phân tử sẽ trở lại như cò.
Tuy nhiên một số tính chất lý, hóa đã thay đổi vẫn giữ nguyên nh hót Èm
mạnh, ăn màu mạnh vì các nhóm hydratyl tác dụng tương hỗ với nhau vẫn
còn Ýt so với xenlulô nguyên thủy.
- Xenlulô bị phá huỷ bởi nấm mốc vi khuẩn, đặc biệt là trong điều kiện
Èm 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 huỷ thường không có
dấu hiệu nào để nhận biết, nhưng sản phẩm bị mục nát dần do tác dụng thủy
phân xenlulô của những chất do nấm mốc và vi khuẩn tiết ra.
- Dưới tác dụng có ánh sáng, xenlulô bị ôxi hóa bởi ôxi của không khí
tạo thành ôxit xenlulô làm cho vải bị giảm độ bền cơ học các tia tử ngoại có
bước sóng λ < 360mm có tác dụng phá huỷ xenlulô mạnh hơn cả.
- Xenlulô bền với tác dụng của chất khử, còn dưới tác dụng của chất ôxi
hóa, xenlulô sẽ trở thành ôxit xenlulô.
Trong quá trình gia công hóa học sợi dệt người ta thường dùng các chất
ôxi hóa để tẩy trắng vải bông như:
Natriclorit (NaClO2); Natrihipoclorit (NaClO); Hydropexôxit (H2O2);
Axít penrôxi – axetic (CH3COOH) ... Nhưng phải lùa chọn chất tẩy và điều

kiện công nghệ phù hợp sao cho xenlulô bị ôxi hóa Ýt nhất, nghĩa là bị giảm
độ bền cơ học Ýt nhất.
Tuỳ theo tác nhân ôxi hóa và điều kiện phản ứng mà xenlulô sẽ bị ôxi
hóa theo cơ chế nào.
VD: Khi ôxi hóa xenlulô bằng natrihydrolorit thì sơ đồ ôxi hóa xenlulô
có thể nh sau:


- Trong môi trường axít sù ôxi hóa xảy ra theo 2 hướng.
Hướng 1: ôxi hóa các nhóm rượu bậc nhất đến anetehit và sau đó đến
nhóm cacboxy.


H

OH

OH

H

H

H

+O

OH

H

H

CH2OH

C=O

H

H

OH
H

H

OH

OH

+O

H

H

H
COOH

H

Hướng 2: Ôxi hóa các nhóm rượu bậc 2 để tạo thành monoxeton, sau đó
đứt vòng và tạo thành hợp chất có thể xem nh ete của axít cacbôxilic và
xenlulô nh sau:
H

OH

OH

H

OH
H

H H

+O

H

H

H

H

+O OH
H
O

CH2OH

CH2OH

COOH

CH2OH

C

O

O

+ Trong môi trường kiềm quá trình ôxi hóa xenlulô có thể xảy ra theo hai
hướng.
Hướng 1: ôxi hóa thẳng các nhóm rượu bậc nhất đến các nhóm cacboxyl
Hướng 2: ôxi hóa các nhóm rượu bậc nhất đến hợp chất kiểu dicacboxylic quá nhiều nấc trung gian như: Thoạt tiên tạo thành môno-xeton,
sau đó đồng phân hóa thành di-xeton, di-xeton bị ôxi hóa tiếp sẽ bị đứt vòng
tạo thành các nhóm cacboxyl làm cho mạch xenlulô dễ bị đứt như sau:
H

OH

H

H
-O

OH

H
H
CH2OH

H
O

O-

+O -O

OH
H
H

O

OH
H
H
O

CH2OH

O

COOH COOH
H

O-

+O -O

OH
H
H

H
O

CH2OH

H
O-

+O -O

OH
H
H

H
O

CH2OH

O-


Kết quả cuối cùng là mạch đại phân tử bị đứt, độ bền cơ học giảm.

1.2. Cấu tạo và tính chất của xơ bông
1.2.1. Khái niệm
Xơ bông là loại xơ phổ biến nhất trong ngành dệt may mặc dù cho đến
nay, mặc dù công nghệ chế tạo xơ hóa học rất tăng sản lượng xơ bông vẫn
chiếm khoảng 50% trong tổng sản lượng xơ dệt dùng hàng năm trên thế giới
xơ bông được sử dụng cách đây khoảng 5000 năm xuất hiện đầu tiên ở Ên
Độ. Xơ bông là loại xơ bao phủ quanh hạt của quả bông.
1.2.2. Cấu tạo và tính chất của xơ bông
Bên cạnh xenlulô là thành phần chủ yếu của xơ bông thì các tạp chất của
xenlulô, mặc dù chiếm số lượng Ýt nhưng cũng ảnh hưởng không nhỏ đến
chất lượng vải bông. Vì vậy trong quá trình làm sạch hóa học để tạo được
điều kiện thuận lợi cho quá trình nhuộm in sau này, đảm bảo cho sản phẩm
đạt được độ trắng, độ mềm mại, độ hót Èm cao, người ta phải dùng mọi biện
pháp xử lý để tách sạch các tạp chất. Những tạp chất thiên nhiên chủ yếu của
xơ bông gồm:
- Hêmixenlulô:
Hêmixenlulô là tập hợp của nhiều hydratcacbon cao phân tử, có tính chất
chung là: không hòa tan trong nước, dễ thủy phân trong dung dịch axít
khoáng, dễ bị tách ra khỏi xơ bởi dung dịch kiềm loãng.
Trong Hêmixenlulô ngoài các polysacarit khác nhau nh pentozan và
hexozan, các phân tử xenlulô với mức độ trùng hợp dưới 150 cũng được xếp
vào một trong các thành phần của hêmixenlulô và tất cả chúng đều bị hòa tan
hoàn toàn trong dung dịch xút 17,5%.
- Chất pectin
Pectin là một nhóm hydratcacbon có thành phần phức tạp những có một
điểm chung là:
+ Khó tan trong nước lạnh
+ Tan một phần trong nước sôi

+ Tan triệt để trong dung dịch amonioxalat (COON4)2
Khi nấu vải bông bằng dung dịch kiềm, chất pectin sẽ bị hủy phân và
giặt ra khỏi vải.
- Chất sáp:
Chất sáp có tỉ lệ tan trong nước và kiềm rất Ýt. Nó là hỗn hợp của các
rượu cao phân tử đơn chức mạch thẳng như: rượu gotxipilic, montanilic... các
rượu này đều không hòa tan trong nước và trong kiềm các axít béo cao phân
tử như axít palmitic, oleic, các muối natri của chóng ... và các este của rượu
cao phân tử với các axít béo như với axít, oleic ... (sáp chính cống) và một số
hydrocacbon như C30H60, C30H62.
Hỗn hợp của các chất khác nhau trên có những chỉ tiêu đặc trưng là:
- Điểm nóng chảy:

65 ÷ 700C

- Khối lượng riêng:

0,975 ÷ 0,99

- Chỉ sè axít :32

32 ÷ 33

- Chỉ số xà phòng hóa:82 82 ÷ 98
- Chỉ số este:50

50 ÷ 62

- Phần có thể bị xà phòng hóa: 37 ÷ 47
- Phần không thể bị xà phòng hóa: 52 ÷ 47%

Trong thành phần của sáp chỉ có các axít béo là dễ bị xà phòng hóa bởi
kiềm, còn các este của rượu cao phân tử với các axít béo các rượu cao phân tử
và các hydratcacbon thì không có khả năng bị xà phòng hóa. Nếu tách nó
bằng phương pháp hóa học thì sẽ rất khó khăn, vải sẽ bị mục. Mặt khác, sáp
có tỉ lệ thấp lại nằm trải trên xơ, ngăn cản thuốc nhuộm đi vào xơ nên loại bỏ
nó là rất khó khăn.
Cách để tách sáp có hiệu quả nhất là dùng chất hoạt động bề mặt để nhò
hóa sáp, chuyển nó vào dung dịch bằng các biện pháp hóa lý.


Sáp thực vật chảy ở nhiệt độ từ 65 ÷ 700C vì thế muốn tách sáp ra khỏi
vải phải xử lý nã trong các dung dịch nóng để chuyển nó thành dạng lỏng thì
mới thực hiện được quá trình dễ dàng.
- Hợp chất chứa nitơ
Hợp chất chứa nitơ có tỉ lệ không lớn, chủ yếu tập trung trong lõi xơ và
là thành phần chính của chất nguyên sinh. Các hợp chất chứa nitơ bị phá huỷ
mạnh dưới tác dụng của kiềm và đặc biệt là dưới tác dụng của NaClo.
Ngoài ra, người ta còn dùng men sinh vật để tách các tạp chất chứa nitơ
ra khỏi vải nh: tripsin, pepsin, nhưng không triệt để chỉ tách được khoảng
50%.
- Tro và chất màu thiên nhiên:
Hàm lượng tro trung bình của xơ bông là 1,2%. Thành phần tro của xơ
bông gồm có: SiO2, Fe2O3, Al2O3, MnO4, CaO, MgO, KCl, NaCl. Ngoài ra
còn có các muối của axít photphoric và sunfuric. Trong các tạp chất vô cơ này
thì muối natri và muối kali chiếm 95% khối lượng của tro.
Xơ bông càng chín kỹ thì lượng càng giảm. Khi hòa vào nước tro của xơ
bông có phản ứng kiềm tính rõ rệt.
Chất màu hay pigment: xơ bông chín kỹ thường có màu trắng nân, các
loại bông xấu hơn thường có màu nhạt nh xám, xanh và nâu nhạt do chứa chất
màu thiên nhiên ở dạng pigment.

Vì hàm pigment trong xơ bông rất nhỏ, chúng lại kém bền màu nên dễ
bị thủy phân dưới tác dụng của ánh sáng và gia công hóa học.
Ngoài các tạp chất kể trên đối với những loại bông xấu, thu hoạch và gia
công sơ bộ còn có lignin do các mảnh hạt và thân cây bông lẫn vào. Với các
loại sợi bông tốt dùng cho hàng dệt kim thì hầu như không có lignin.
1.3. Đặc điểm và cấu trúc của vải dệt kim
- Vải dệt kim chủ yếu của công ty là vải: single; các loại vải Rip, cổ, bo,
chun, Lacoste, Interlock.
1.3.1. Vải single – vải đan ngang một mặt phải


* Khái niệm: là vải dệt trên máy 1 giường kim, 2 mặt có ngoại quan khác
nhau.
* Đặc trưng cấu trúc: 2 mặt vải khác nhau, một mặt gồm toàn các vòng
sợi phải, mặt còn lại toàn các vòng sợi trái.
Do hiệu ứng quang học nên khi quan sát vào mặt toàn các vòng sợi phải
ta sẽ thấy mặt vải bóng mịn và đẹp hơn. Nên quy ước gọi đây là mặt phải.
Mặt còn lại vải sẽ thô hơn, nhìn tối hơn gọi là mặt trái.

Vßng
sîi tr¸i
Vßng
sîi ph¶i
MÆt ph¶i
1.3.2. Vải Rip: vải hai mặt phải

MÆt tr¸i

* Khái niệm: là vải được dệt trên máy hai giường kim
* Đặc trưng cấu trúc: 2 bề mặt vải có ngoại quan giống nhau đều được

tập hợp từ các vòng sợi phải.

1

2

- Có tính đàn hồi cao
Gi­êng kim sau
.

3

4

5

.

.

.

.

Gi­êng kim tr­íc
.
Rip 2:2

.

.

.

.
.

.

.

.
.

.


1.3.3. Vải Interlock
*Khái niệm: là vải được dệt trên máy interlock, máy interlock là máy 2
giường kim, có các kim được sắp xếp đối đỉnh nhau, quá trình tạo vòng được
điều khiển bằng tổ hợp 2 tổ cam (tổ cam interlock).
- Kiểu dệt Interlock là diễn xuất của vải 2 mặt phải.
* Đặc trưng cấu trúc: gồm hai vải Rip thành phần tạo thành.
.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

phải co vào máy làm vải xù lông ảnh hưởng tới chất lượng của sản phâm.
Đính biên: Đối với những loại vải phải văng méc trước quá trình
nhuộm là vải Pe/Co vì thành phần polyeste nhuộm bằng thuốc nhuộm phân
tán đặc biệt màu đậm thì phải văng méc trước ở nhiệt độ cao thì bị thăng hoa
thuốc nhuộm rồi sau nhuộm văng lại ở nhiệt độ thấp.

Nếu vải quăn nhiều thì khoảng cách mỗi lần đính khoảng 70 ÷80cm.
Nếu vải quăn Ýt thì khoảng cách đính biên có thể là 1 mét.
1.4. Lý thuỳết nhuộm và các loại thuốc nhuộm
Trong quá trình nhuộm tận trích khi ngâm sợi hay vải vào dung dịch
nhuộm thì thuốc nhuộm sẽ bắt màu vào sợi hay vải được nhuộm màu. Quá
trình này xảy ra nhanh hay chậm, đạt độ đều màu và sâu màu cao hay thấp
phụ thuộc vào tối đa thuốc nhuộm có trong bể hay không sẽ phụ thuộc các
yếu tố sau:
- Bản chất của thuốc nhuộm
- Chế độ chuyển động của dung dịch nhuộm vào sợi (vải)


- Nhiệt độ nhuộm
- Thành phần hóa chất, chất trợ có trong bể nhuộm và các yếu tố khác
nữa. Quá trình nhuộm thường được người ta chia làm 4 giai đoạn mặc dù các
giai đoạn này xảy ra đồng thời.
* Khuếch tán thuốc nhuộm từ dung dịch đén mặt ngoài xơ
* Hấp phụ thuốc nhuộm lên bề mặt ngoài xơ
* Thuốc nhuộm từ mặt ngoài xơ theo các mao quản đi sâu vào lõi xơ.
* Thuốc nhuộm liên kết (hấp phụ lên thành mao quản đi sâu vào lõi xơ.
* Thuốc nhuộm liên kết (hấp phụ lên thành mao quản của xơ)
Những thuốc nhuộm nào có ải lực với xơ càng mạnh thì màu càng bền
với nhiều chỉ tiêu, nhưng thuốc nhuộm loại này thường khó nhuộm, khó đạt
độ đều màu cao, ngược lại những thuốc nhuộm có ái lực nhỏ với xơ thì chúng
bắt màu vào xơ châm hơn nên dễ đều màu nhưng độ bền màu lại kém hơn.
Trong bèn giai đoạn nhuộm kể trên thì giai đoạn 3 là giai đoạn khuếch
tán thuốc nhuộm từ mặt ngoài vào sâu lõi xơ, xảy ra chậm nhất vì đa số các
loại xơ sợi có cấu trúc chặt chẽ, kích thước các mao quản lại hẹp và nhất là nó
lại xảy ra đồng thời và quá trình hấp thụ thuốc nhuộm lên thành các mao quản
vì vậy khi thiết kế công nghệ nhuôm người ta phải duy trì thời gian nhuộm

cần thiết để thuốc nhuộm có thể chuyển sâu vào bên trong xơ.
Yếu tố nhiệt độ được sử dụng phổ biến để tăng cường quá trình nhuộm.
Đa số thuốc nhuộm chỉ bắt mầu lên xơ sợi ở nhiệt độ từ 40 ÷500C trở lên, vì ở
nhiệt độ cao xơ sẽ trương nở mạnh thuận lợi cho thuốc đi sâu vào xơ sợi. Mặt
khác ở nhiệt độ cao động năng của thuốc nhuộm tăng làm tăng tốc độ nhuộm.
Tuy thuộc vào tính chất riêng của từng loại thuốc nhuộm các loại xơ sợi bông
thường nhuộm ở nhiệt độ từ 50 ÷900C mà Ýt khi nhuộm ở nhiệt độ 25÷300C.
1.4.1. Một số loại thuốc nhuộm
Có rất nhiều loại thuốc nhuộm để thực hiện việc nhuộm màu cho vật liệu
dệt nh thuốc nhuộm lưu huỳnh, hoàn nguyên tan, hoàn nguyên không tan, trực
tiếp, axít, hoạt tính, thuốc nhuộm bazơ - Cation, phân tán, picment, azo không


tan. Công nghệ nhuộm của mỗi loại thuốc nhuộm cũng rất khácn hau và cho
những loại vật liệu khác nhau.
+ Thuốc nhuộm trực tiếp
Có đủ gam màu từ vàng đến đen, màu tươi, được sử dụng để nhuộm và
in hoa cho các loại vật liệu từ xenlulô như bông đây, gai, gỗ, mây, tre, chiếu
cói ... có một số màu sử dụng để nhuộm cho lụa tơ tằm, các mặt hàng dệt từ
polyamit (nilon).
+ Thuốc nhuộm axít
Dễ hòa tan, bắt màu vào vật liệu trong môi trường axít, còn ở dạng
thương phẩm chúng có phản ứng trung tính. Thuốc nhuộm axít chủ yếu
nhuộm và in hoa những loại xơ sợi và vật liệu cấu tạo từ prôlit, nghĩa là trong
phần tử của chúng có chứa nhóm amin tù do nh : len, lụa tơ tằm, lông thó,
lông gà, vịt, da thuộc và xơ tổng hợp họ polyamit. Màu của thuốc nhuộm rất
tươi, nhiÒu màu thuần sắc.
+ Thuốc nhuộm bazơ
Khác với thuốc nhuộm axít, hoạt tính, trực tiếp là khi hòa tan trong nước
chúng phân ly thành ion mang màu mang điện tích dương. Thuốc nhuộm có

cường độ màu mạnh và tươi sánh cao dường nh màu của chúng tươi hơn tất
cả các líp thuốc nhuộm khác.
Nhược điểm của thuốc nhuộm này kém bền ánh sáng và giặt giữ. Muốn
bền thì phải cầm màu. Chủ yếu để nhuộm và in chiếu cói, mây, tre và gỗ cho
màu tương đối bền đẹp.
+ Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Thuốc nhuộm này có đủ gam màu. Cho đến nây vẫn chưa tổng hợp được
màu tím và màu đỏ thuần sắc. Chúng được sử dụng rộng rãi để nhuộm vải từ
xenlulô, không nhuộm được len và tơ tằm vì dung dịch nhuộm có kiềm tính
mạnh.
Nhược điểm của thuốc nhuộm này là màu kém tươi độ bền với giặt,
nhưng với ánh sáng và khí quyền chỉ bền màu vào loại trung bình.


+ Thuốc nhuộm phân tán:
Có đủ gam màu từ vàng đến đen, màu tươi bóng, được dùng chủ yếu để
nhuộm xơ tổng hợp và một số loại vật liệu cao phân tử. Chúng 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.
+ Thuốc nhuộm picment
Thuốc nhuộm picment là những chất màu (bột màu) không hòa tan trong
nước, trong các dung môi hữu cơ, không có ái lực với xơ, sợi và các vật liệu
khác. Đa số là các chất màu hữu cơ không tan cũng có một số bột màu vô cơ
và kim loại được nghiền mịn. Thuốc nhuộm có màu rất tươi, có độ bền cao
với ánh sáng. Để thuốc nhuộm picment liên kết được với vật liêu người ta
phải dùng các chất tạo màng, đó là nhựa cao phân tử bán đa tụ được chế sẵn
từ dạng nhò tương. Nh vậy độ bền màu của thuốc nhuộm phụ thuộc chủ yếu
vào bản chất màng cao phân tử và các chất phụ gia khác có trong dung dịch
nhuộm.

+ Thuốc nhuộm azo không tan:
Trong phân tử thuốc nhuộm có chứa nhóm azo, không chứa nhóm có
tính tan, không hòa tan trong nước.
Ưu điểm: có màu tươi, có độ bền cao với giặt (do không tan trong nước),
giá thành thấp, quá trình nhuộm và in hoa đơn giản. Được sử dụng in hoa,
nhuộm trên vải và các sản phẩm từ xenlulô.
Nhược điểm: Có độ bền không cao với ánh sáng
Với đề tài thiết kế được giao tôi chọn loại thuốc nhuộm hoạt tính để
nhuộm cho loại vải dệt kim từ xơ bông 100%.
Thuốc nhuộm hoạt tính có những ưu điểm nổi bật và độ tươi màu, độ bền
màu và đủ gam màu.
1.4.2. Thuốc nhuộm hoạt tính


Khác với các thuốc nhuộm khác, thuốc nhuộm hoạt tính (reativeclyes) có
chứa trong phân tử của nó các nhóm phân tử có thể tạo thành mối liên két hóa
trị với các nhóm định chức của vật liệu khi nhuộm hoặc in, làm cho nó trở
thành một bộ phận của xơ sợi hay các vật liệu khác, nên chúng có độ bền cao
với giặt, với ma sát và nhiều chỉ tiêu khác nữa.
Ưu điểm của thuốc nhuộm hoạt tính: Là có đủ các gam màu, màu rất
tươi, giá thành sản xuất không cao, kỹ thuật nhuộm và in hoa không phức tạp
nên tuy là loại thuốc nhuộm mới ra đời năm 1956 đến nay đã có hàng nghìn
màu khác nhau và được sử dụng ngày càng phổ cập để nhuộm nhất là in hoa.
Bất kỳ một thuốc nhuộm hoạt tính nào cũng có thể viết dưới dạng tổng
quát.
S–R–T–X
+ Ở đây S là nhóm tạo cho phân tử thuốc nhuộm có độ hòa tan cần thiết
trong nước, thường gặp hơn cả là các nhóm - SO3Na, COONa - SO2CH3.
+ R là phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm hoạt tính, nó không ảnh
hưởng đến mối liên kết giữa thuốc nhuộm và xơ sợi, nó quyết định về màu

sắc, về độ bền màu với ánh sáng và cũng có tác động đến các chỉ tiêu về độ
bền màu khác. Nên việc chọn gốc R phải thỏa mãn các điều kiện trên.
Những gốc màu thường được chọn vào mục đích này là: mono và diazo,
phức chất của thuốc nhuộm azo với ion kim loại, gốc thuốc nhuộm axít
antraquinon, hoàn nguyên đa vòng, dẫn xuất của ftalôxianin .
+ T- X nhóm hoạt tính có cấu tạo khác nhau, được đưa vào các hệ thống
mang màu khác nhau. Trong đó:
X: là nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó sẽ tách
khỏi phân tử thuốc nhuộm tạo ra khả năng thuốc nhuộm thực hiện phản ứng
hóa học với xơ.
X: không có ảnh hưởng đến màu sắc nhưng đôi khi cũng có ảnh hưởng
đến độ hòa tan của thuốc nhuộm. Những nguyên tử này thường là - Cl, - SO 2,
- OSO3H, - NR3, - CH = CH2, ...


T: Nhóm mang nguyên tử (hay nhóm) phản ứng, nó làm nhiệm vụ liên
kết giữa thuốc nhuộm với xơ và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền của mối
liên kết này, trước hết là độ bền màu 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 nucleofin, nhóm T sẽ đóng vai trò quyết định tốc độ
phản ứng nên việc lùa chọn nhóm T cho phù hợp là một yếu tố rất quan trọng.
Ngoài các yếu tố kể trên thì “nhóm cầu nối” giữa phần S - R - T - X của
thuốc nhuộm cũng có ý nghĩa rất quan trọng. Người ta thường dùng các nhóm
- NH-, NH - CH2-, -SO2 - NH - làm cầu nối, tuy không có tính quyết định
nhưng cầu nối cũng có tác dụng đến hoạt độ và độ bền của mối liên kết giữa
thuốc nhuộm và xơ.
Trong điều kiện nhuộm, khi tiếp xúc với vật liệu, thuốc nhuộm hoạt tính
sẽ tham gia đồng thời vào hai phản ứng. Với vật liệu và phản ứng thủy phân
với nước.
+ Phản ứng với vật liệu (xơ) là phản ứng chính có dạng tổng quát

S - R - T - X + HO - Xơ → S - R - T - Xơ - HX
+ Phản ứng thủy phân là phản ứng phụ làm giảm hiệu suất sử dụng của
thuốc nhuộm có dạng tổng quát.
S - R - T - X + HOH → S - R - T - OH + HX
Thuốc nhuộm đã bị thủy phân không có khả năng liên kết hóa học với
vật liệu nữa, chỉ bám vào mặt ngoài bằng lực hấp phụ không mạnh nên không
đủ độ bền màu cần thiết, cần phải giặt sạch phần thuốc nhuộm này để đạt độ
bền màu cao của thuốc nhuộm.
Khi tổng hợp thuốc nhuộm hoạt tính người ta phải chọn các yếu tố về
cấu tạo hóa học sao cho phản ứng chính đạt tỷ lệ tối đa và hạn chế tới mức
thấp nhất phản ứng thủy phân.
Để đạt được yêu cầu này các loại thuốc nhuộm hoạt tính cần đạt được
các yêu cầu công nghệ dưới đây.
+ Phải bền khi bảo quản ở trạng thái khô và trong dung dich.


+ Có ái lực cao đối với xơ sợi khi nhuộm tận trích để đảm bảo mức độ
hấp phụ cần thiết trước khi nó thực hiện liên kết hóa trị với xơ đồng thời có
khả năng dễ giặt ra khỏi vật liệu phần thuốc nhuộm đã bị thủy phân.
Những thông số kỹ thuật cần thiết khi nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt
tính: nhiệt độ, trị số pH, thời gian nhuộm, nồng độ chất điện ly, nồng độ chất
trợ và chất xúc tác ... chỉ khi nào lùa chọn đúng các thông số kỹ thuật này thì
mới có thể đạt được hiệu suất sử dụng thuốc nhuộm tối đa.
Đến nay, đã có hàng nghìn màu khác nhau của thuốc nhuộm hoạt tính
được sản xuất, chúng có nhóm phản ứng khác nhau, hoạt độ, màu sắc và tốc
độ phản ứng khác thể hiện ở các chỉ tiêu.
- Khác nhau về ái lực với xơ và nước
- Khác nhau về mặt đặc điểm phản ứng với nhóm định chức của vật liệu
- Khác nhau về đại lượng tạo thành mối liên hệ hóa trị
- Khác nhau về độ bền màu với giặt, mồ hôi, dung dịch kiềm, Clo ánh

sáng và khói lò.
Đặc điểm chung của thuốc nhuộm hoạt tính là màu tươi và có độ bão hòa
màu cao.
Để phân loại thuốc nhuộm hoạt tính người ta dùng các chỉ tiêu sau đây
- Theo các cấu tạo hóa học (chủ yếu là theo nhóm phản ứng)
- Theo cơ chế nhuộm: thế nucleofin hay kết hợp nucleofin.
- Theo công nghệ nhuộm: nhuộm nguội, nhuộm nóng (theo phương pháp
tận trích). Nhuộm cuộn ủ (bán liên tục), nhuộm ngấm hấp hoặc gia nhiệt khô
(phương pháp liên tục).
- Theo mức độ giặt sạch phần thuốc nhuộm đã bị thủy phân. Sau khi đã
tìm hiểu về đặc điểm của các loại thuốc nhuộm có nhận xét, kết luận là chọn
loại thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm hoàn nguyên.
1.4.3. Thuốc nhuộm hoàn nguyên
- Thuốc nhuộm hoàn nguyên là những hợp chất màu hữu cơ không hòa
tan trong nước.


- Thuc nhum hon nguyờn c dựng ch yu nhum cỏc ch phm
t x xenlulụ hoc thnh phn xenlulụ trong cỏc loi vi pha. Chỳng khụng
c dựng nhum len v t tm vỡ quỏ trỡnh nhum phi tin hnh trong
mụi trng kim.
Mt số ít thuc nhum hon nguyờn cng c dựng nh thuc nhum
phõn tỏn ờ nhum x tng hp hoc lm pigment in hoa.
- Thuc nhum hon nguyờn cú gam mu, mu ti ỏnh rt cao, cú
bn mu vi gia cụng t rt cao. Cú bn mu cao i vi tỏc dng ca
ỏnh sỏng v khớ quyn.
Nhng kộm bn mu vi ma sỏt. Vỡ vy thuc nhum hon nguyờn
c s dng nhum cỏc
cp t x bụng.
Vảihng

mộccao
Cotton
1.4.4. Quy trỡnh cụng ngh lm sch húa hc, nhum v hon tt
bụng dt kim gm cỏcChuẩn
bc bị,
nhmay
sau:
đầu tấm
Làm bóng

Nấu tẩy

Nấu tẩy

Tăng trắng
quang học

Nhuộm
hoạt tính
Vắt
Mở
Xẻ khổ
Văng
Phòng co
Kiểm tra C. lượng
Nhập kho

Nhuộm
hoàn nguyên

PHẦN THỨ HAI
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 đó ngoài các thông số trong đơn công nghệ
còn phải kể đến các thông số của máy móc, thiết bị và các yếu tố con người.
Việc thiết kế căn cứ vào:
- Loại dây chuyền (gián đoạn, liên tục hay bán liên tục) và đặc tính kỹ
thuật các 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, 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.
Vải dệt kim tròn có rất nhiều loại được phân biệt theo kiểu dệt nh vải
single, rib, interlock và các kiểu dệt khác nữa. Ngoài ra, chúng được dệt trên
nhiều loại máy do nhiều hãng trên thế giới sản xuất ra với các đường kính
khác nhau, chi số sợi khác nhau. Chính vì vậy nên các loại vải có kích thước,
khối lượng khác nhau (khối lượng g/m, khối lượng g/m2).
Để đơn giản hơn trong qúa trình tính toán và thiết kế tôi chọn hai loại vải
có thông số kỹ thuật như sau:
1. Vải Single 30/1 Cott chải thông làm bóng 145g/m2 cấp máy 24E
Méc
LVS = 265 ÷ 270mm/100 vòng sợi

Thành phẩm
LVS = 260 ÷ 265mm/100vòng sợi

Pd = 21 ± 0,5 V/cm

Pd = 22 ± 0,5

Pn = 10,5 ÷ 105 cm

Pn = 12 cột/cm ± 0,5

Qméc = 130 ÷135 g/m2

Qthành phẩm = 130g/m2 ± 5


2. Rib 1x1 Ne 20/1 cotton chải kỹ + Spd 70d làm bóng 350g/m2 cấp máy 14E.
Méc
Pd = 17 v/cm ± 0,5

Thành phẩm
Pd = 18 ± 0,5 V/cm

Pn = 9 V/cm ± 0,5

Pn = 10,5 ± 0,5 V/cm

Kméc = 72cm

Kthành phẩm = 115cm

Qméc = 290g/m2 ± 5g/m2

Qthành phẩm = 350 g/m2 ± 5

- Qua tham khảo tài liệu và đi thực tế tại Công ty Hanosimex. Căn cứ
vào nguyên liệu, năng suất của công ty nên tôi chọn những thiết bị sau.
1
2
3
4
5
6
7

Máy làm bóng vải
Dornier - Đức
Máy nấu tẩy, nhuộm
Zet - Đài Loan
Máy vắt
Hãng Pozzi - Italia
Máy xẻ khổ
Nissei - Nhật Bản
Máy mở khổ
Nissei - Nhật Bản
Máy văng sấy định hình
Bruckner - Đức
Máy phòng co
Complex/A-2500 của hãng Ferrano-Italia
Các loại máy và công nghệ xử lý trên máy sẽ được lần lượt giới thiệu kỹ

hơn trong phần thiết kế công nghệ.
2.1. Các thiết bị cho mặt hàng vải dệt kim để nhuộm màu và tẩy

trắng
2.1.1. Kiểm tra phân loại vải
Trước khi làm bóng, vải được kiểm tra phân loại trên những bàn có độ
nghiêng và chiếu sáng thích hợp nhằm mục đích.
- Phân chia vải đúng với loại và số liệu của nó để khi gia công được đều.
- Kiểm tra kích thước vải (mở rộng, mật độ, chiều dài)
- Kiểm tra những lỗi dệt, rách có thÓ mạng lại hoặc loại ra
- Đánh dấu đầu tấm vào các lô vải
Qua các công đoạn trên khi xử lý hóa học mới đạt chất lượng cao đồng
đều màu giữa các lô hàng.
2.1.2. Thiết bị làm bóng