Khảo sát kỹ thuật in hoa trên vải theo phương pháp vi sóng

Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------------

PHẠM THỊ HỒNG PHƯNG

KHẢO SÁT KỸ THUẬT IN HOATRÊN VẢI
THEO PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG
Chuyên ngành : Công Nghệ Hóa Hữu Cơ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11 naêm 2005


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Phạm Thành Quân

Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS -TS. Lê Ngọc Thạch

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Ngô Mạnh Thắng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 10 tháng 12 năm 2005


Đại Học Quốc Gia Tp.Hcm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên
Ngày, tháng, năm sinh
Chuyên ngành

: PHẠM THỊ HỒNG PHƯNG
: 05 – 07 - 1978
: Công nghệ hóa học

Phái : Nữ
Nơi sinh : Bình Thuận

I. ĐỀ TÀI :
KHẢO SÁT KỸ THUẬT IN HOA TRÊN VẢI THEO PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
– Khảo sát cường độ gắn màu của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình in hoa theo hai
phương pháp thường và vi sóng: Na2CO3, thuốc nhuộm, hồ in, thời gian gắn màu.
– Kiểm tra các chỉ tiêu về độ bền sau khi in, trước và sau kiểm tra độ bền (giặt, clo, mồ
hôi).
– Tìm ra thông số tốt nhất của quá trình in hoa. Và so sánh – đánh giá khả năng đều màu
cũng như cường độ màu của hai màu trên tương ứng với hai phương pháp thường và vi
sóng.
– Tìm ra đơn công nghệ hoàn chỉnh tương ứng với cả hai phương pháp.
– Cuối cùng, đánh giá chất lượng sản phẩm sau in – kiểm tra độ bền cơ lý của mẫu vải hoàn
tất ứng với đơn công nghệ hoàn chỉnh so với mẫu vải trước in.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

15-01-2005
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 15-10-2005
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :
TS. PHẠM THÀNH QUÂN
VI. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1 : PSG.TS. LÊ NGỌC THẠCH
VII. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS. NGÔ MẠNH THẮNG
CẢN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. PHẠM THÀNH QUÂN

CÁN BỘ NHẬN XÉT 1

CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

PSG.TS. LÊ NGỌC THẠCH

TS. NGÔ MẠNH THẮNG

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
Ngày 15 tháng 10 năm 2005
TRƯỞNG PHÒNG QLKH-SĐH
CHỦ NHIỆM NGÀNH


-i -

LỜI CẢM ƠN
Thành quả lao động của một cá nhân được xây dựng trên cơ sở nền tảng
tập hợp nhiều thành viên cùng với những tác động của điều kiện môi trường
xung quanh. Thật vậy, Luận Văn này là kết quả của một quá trình học tập và

nghiên cứu lâu dài cùng với sự giúp đỡ và giảng dạy tận tình của Quý Thầy Cô
khoa Công nghệ Hóa Học và Dầu Khí – trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM.
Và cũng không thể không nhắc đến sự giúp đỡ và động viên chân tình của Gia
đình.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Thầy Cô
Bộ môn Hóa Hữu cơ, phòng thí nghiệm Hữu cơ; và đặc biệt là thầy Phạm Thành
Quân – người đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt những kinh nghiệm, kiến thức
quý báu và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin dành tình cảm chân thành và lời tri ân sâu sắc nhất đến
Ba Mẹ, các Anh Chị Em, bạn bè, đồng nghiệp và công ty hóa chất Tân Châu.
Xin cảm ơn Anh, người chồng đã cùng tôi chia sẻ những khó khăn, vất vả cũng
như đã tiếp sức cho tôi trong suốt thời gian qua để tôi có thể hoàn thành luận văn
này một cách tốt đẹp nhất.
Xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Phạm Thị Hồng Phượng


-v-

ĐẶT VẤN ĐỀ
Bất cứ một quá trình sản xuất nào, ngoài việc tạo ra sản phẩm cũng đồng
thời tạo ra những chất thải. Tùy theo đặc điểm riêng của từng quá trình mà chất
thải phát sinh có thể gây nguy hại đến sức khỏe con người và môi trường hay
không. Nhưng nhìn chung, phần lớn chất thải công nghiệp đều độc hại. Song
song với sự phát triển của công nghệ thông tin, ngành công nghiệp trên thế giới
càng có điều kiện phát triển mạnh mẽ và đa dạng để đáp ứng nhu cầu ngày càng
tăng của nhân loại. Mặt khác, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật sau đại chiến
thứ hai, với việc áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật, tăng trưởng kinh tế
cùng với bùng nổ dân số đã làm cho nhân loại đứng trước hai hiểm họa lớn : sự

cạn kiệt tài nguyên và sự suy thoái của môi trường.
Đứng trước tình hình cạn kiệt tài nguyên và ô nhiễm gây ra suy thóai trầm
trọng về môi trường, các quốc gia trong đó có Việt Nam phải hoạch định và thực
hiện chính sách về tài nguyên và môi trường một cách khoa học và hợp lý. Một
trong những phương án tối ưu của hoạch định này là việc áp dụng chương trình
sản xuất sạch hơn hay còn gọi là ngăn ngừa ô nhiễm công nghiệp cho ngành
công nghiệp sản xuất; trong đó công nghệ dệt may là một trong những ngành
trọng điểm.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ dệt may thế giới,
ngành dệt may Việt Nam ngày càng khẳng định mình, tự tin hội nhập cùng bè
bạn năm châu. Thật vậy, ngành công nghệ dệt may nước ta ngày càng phát triển
và đóng một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Hằng năm, doanh
thu xuất khẩu của ngành này đã mang về cho đất nước một nguồn ngoại tệ khá
lớn, chỉ đứng sau ngành dầu khí.


- vi -

Kỹ thuật in hoa, là một công đoạn trong công nghệ dệt may. In hoa là một hình
thức trang trí mặt vải bằng cách tạo nên các vân màu trên vải, nó có thể xem như
quá trình nhuộm từng điểm riêng biệt trên vải bằng một hoặc nhiều loại thuốc
nhuộm khác nhau, với màu sắc và hình dạng khác nhau. In hoa theo phương pháp
cổ điển vẫn đang được áp dụng ở nước ta một cách thông dụng, phương pháp
này thường được thực hiện ở nhiệt độ cao, nên tiêu tốn năng lượng và hồ in khá
lớn, cũng như lượng chất thải gây độc hại cho người sản xuất và ô nhiễm môi
trường trầm trọng.
Trong thời gian gần đây, nhờ sự phát triển nhanh của khoa học kỹ thuật,
người ta đã bắt đầu áp dụng kỹ thuật vi sóng vào nhiều lónh vực, trong đó có hoá
học. Nhờ ưu điểm nổi bật của vi sóng là có năng lượng lớn, tăng hiệu suất, giảm
lượng hóa chất sử dụng, đồng thời cũng giảm thời gian phản ứng. Trên cơ sở đó,

vi sóng được đưa vào nghiên cứu trong kỹ thuật in hoa trên các loại vải sợi thông
thường nhằm tìm ra những điều kiện, cũng như những quy trình công nghệ in hoa
tối ưu nhất để góp phần giải quyết các vấn đề đang phải đối mặt của ngành dệt nhuộm - in hoa.

¾ Mục đích của đề tài:
Khảo sát kỹ thuật in hoa với phương pháp in khuôn lưới và kiểu in trực
tiếp trên vải cotton theo công nghệ in hoa thường và in hoa bằng vi sóng và so
sánh hai công nghệ này.
Tìm ra công nghệ mới cho kỹ thuật in hoa vớiù mục tiêu :
- Sản phẩm in hoa đạt chất lượng tốt hơn.
- Giá thành sản phẩm giảm.
- Tiết kiệm được nguyên liệu
- Tiết kiệm hóa chất sử dụng
- Tiết kiệm nhiệt lượng


- vii -

- Tiết kiệm nước
- Ít tạo chất thải
- Ít độc hại cho người sản xuất
Từ đề tài “Khảo sát kỹ thuật in hoa trên vải theo phương pháp vi sóng” này,
chúng ta có thể đề xuất một công nghệ in hoa mới mang tính ứng dụng cao, vừa
đáp ứng yêu cầu về môi trường đưa công nghệ sản xuất sạch hơn phát triển
ngày càng bền vững, vừa đáp ứng được yêu cầu về kinh tế; đồng thời tạo ra một
công nghệ in hoa tiên tiến cho tương lai. Điều đó có thể góp phần vào sự phát
triển của nền công nghiệp Việt Nam trên con đường hiện đại hoùa.


- ii-

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Luận văn thạc só : “Khảo sát kỹ thuật in hoa trên vải theo phương pháp vi sóng”
gồm những nội dung sau:
¾ Lý thuyết
- Tổng quan về vi sóng
- Tổng quan về nguyên vật liệu in hoa
- Thuốc nhuộm hoạt tính
- Kỹ thuật in hoa
¾ Thực nghiệm
- Khảo sát cường độ gắn màu của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình in hoa
theo hai phương pháp thường và vi sóng: Na2CO3, thuốc nhuộm, hồ in, thời
gian gắn màu.
- Kiểm tra các chỉ tiêu về độ bền sau khi in, trước và sau kiểm tra độ bền
(giặt, clo, mồ hôi) trên màu SYNOZOL BLUE SHF-BRS150% và SYNOZOL
TURQUOISE BLUE HF-G226%.
- Tìm ra thông số tốt nhất của quá trình in hoa. Và so sánh – đánh giá khả
năng đều màu cũng như cường độ màu của hai màu trên tương ứng với hai
phương pháp thường và vi sóng.
- Tìm ra đơn công nghệ hoàn chỉnh cho cả hai màu tương ứng với cả hai
phương pháp.
- Cuối cùng, đánh giá chất lượng sản phẩm sau in – kiểm tra độ bền cơ lý
của mẫu vải hoàn tất ứng với đơn công nghệ hoàn chỉnh so với mẫu vải trước
in.


ABSTRACT
MA Thesis : “Investigation on the printing technology of fibre by the microwave
method ” including:
¾ Theory

- General view of microwave
- General view of raw materials of printing
- Reactive dyestuff
- The printing technology
¾ Experiment
- Investigation on colour-saturation the influence of elements on the printing
process by conventional and microwave: Na2CO3, dyestuff, alginate, time.
- Test of fastness properties (washing-off, chlorine, adour) of SYNOZOL
BLUE SHF-BRS150% and SYNOZOL TURQUOISE BLUE HF-G226%.
- Search on best parameters for the printing porcess. And comparing –
appreciate leveling such as colour-saturation of SYNOZOL BLUE SHFBRS150% and SYNOZOL TURQUOISE BLUE HF-G226% by conventional
method and microwave method.
-

Search on optimal formula of SYNOZOL BLUE SHF-BRS150% and

SYNOZOL TURQUOISE BLUE HF-G226% by conventional and microwave
method.
- Finally, appreciate the qualities of printing product – Comparing between
mechanics fastness of finish fibres and pre-pringting fibres.


- iii -

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ................................................................................ ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iii
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. v
Chương 1 TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ VI SÓNG ......................................................................1
1.1.1. Giới thiệu về vi sóng ...............................................................................1
1.1.2. Vi sóng trong hóa học ...............................................................................4
1.2. NGUYÊN LIỆU IN HOA ............................................................................7
1.2.1. Phân loại ...................................................................................................7
1.2.2. Tổng quan về Cotton ................................................................................9
1.3. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM .......................................................12
1.3.1. Lý thuyết cơ bản về màu sắc ..................................................................12
1.3.2. Thuốc nhuộm ..........................................................................................18
1.4. KỸ THUẬT IN HOA.................................................................................27
1.4.1. Giới thiệu tổng quát về in hoa và các dạng in hoa .................................27
1.4.2. Hồ in và cách pha chế ............................................................................31
Chương 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU – NHIỆM VỤ – Ý NGHĨA ĐỀ TÀI .......................40
2.1.1. Mục đích nghiên cứu .........................................................................................40

2.1.2. Nhiệm vụ ................................................................................................41
2.1.3. Ý nghóa đề tài .........................................................................................41
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................41
2.2.1. Quy trình công nghệ ...............................................................................41
2.2.2. Tiến hành thí nghiệm ..............................................................................44


- iv 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................41
2.2.1. Quy trình công nghệ ...............................................................................41
2.2.2. Tiến hành thí nghiệm ..............................................................................44
Chương 3

....

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NA2CO3 LÊN MẪU IN ……………………………48
3.1.1. Đơn công nghệ........................................................................................48
3.1.2. Các yếu tố cố định ..................................................................................48
3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của Na2CO3......................................................................................... 48
3.2. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC NHUỘM LÊN MẪU IN .......67
3.2.1. Đơn công nghệ........................................................................................67
3.2.2. Các yếu tố cố định ..................................................................................67
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của Thuốc nhuộm ..................................................67
3.3. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ ALGINATE LÊN MẪU IN ..........86
3.3.1. Đơn công nghệ........................................................................................86
3.3.2. Các yếu tố cố định ..................................................................................86
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của hồ in ( Alginat) ................................................86
3.4. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MẪU IN............... 104
3.4.1. Đơn công nghệ...................................................................................... 104
3.4.2. Các yếu tố cố định ................................................................................ 104
3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của Thời gian ....................................................... 104
3.4. KẾT QUẢ SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP THƯỜNG & VI SÓNG ............ 121

Chương 4

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

4. 1. Kết luận .................................................................................................. 123
4.2. Kiến nghị ................................................................................................. 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 127

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
PHỤ LỤC


-1-

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ VI SÓNG
1.1.1. Giới thiệu về vi sóng
Ngày nay hệ thống lò vi sóng đã được sử dụng rộng khắp trên toàn thế giới.
Sử dụng vi sóng để đun nấu thức ăn đã trở thành một cuộc cách mạng trong thói
quen nội trợ trong hơn một thập niên qua. Sự thành công không chỉ dừng tại đó
mà nó còn tiến xa hơn nữa trong nhiều ứng dụng trong khoa học công nghệ, đặc
biệt là trong khoa học và công nghệ hiện đại: tổng hợp hóa học, công nghệ
nano, công nghệ thực phẩm, công nghệ vật liệu, truyền thông.... Vi sóng được
ứng dụng rất thông dụng trong cuộc sống cũng như trong công nghiệp.
Nhiều dạng năng lượng phát xạ như tần số rio, bức xạ nhiệt, ánh sáng mặt
trời, tia X và tia γ có những tính chất tương tự và được gọi là dao động điện từ.
Mỗi dao động điện từ được đặc trưng bởi tần số dao động N và bước sóng λ. Để
biểu thị nhiều dao động điện từ khác nhau, người ta dùng những đơn vị khác
nhau tùy theo vùng liên quan. Các tia X có bước sóng λ khoảng 10-8cm, đơn vị
thường sử dụng nhất là A0. Trong vùng UV, bước sóng được tính bằng nanomet
(nm) hoặc A0. Trong vùng khả kiến, đơn vị thường sử dụng nhất là µm. Trong
vùng IR, bước sóng được biểu thị bằng số sóng trên cm hoặc số nghịch đảo của λ
biểu thị bằng cm-1: [υ(cm-1) = 1/λ (cm)]. Trong vùng vi sóng và tần số rio,
người ta thường sử dụng đơn vị để biểu thị tần số là megaHertz (Mhz). Dãy sóng
sử dụng trong công nghiệp, khoa học, y học và gia dụng được ấn định ở λ =

12,2 cm tức là ở tần soá 2450 Mhz.


-2-

Vi sóng là một dạng của năng lượng điện từ có tần số dao động trong khoảng
300 cho đến 300.000 MHz. Trong khoảng tần số đó các tia vi sóng có ảnh hưởng
làm quay các phân tử có cực, nhưng trong sản xuất và các ứng dụng khác người
ta thường dùng theo chuẩn 2450MHz và ít hơn nữa là chuẩn 5.8 GHz. Hiện nay,
có 3 chuẩn tần số dao động của vi sóng được dùng nhiều trong việc đốt nóng
công nghiệp là: 915 MHz, chủ yếu dùng để làm phá băng, hoặc để làm nóng các
thiết bị lớn. Tần số thông dụng nhất là 2.45 GHz, dùng nhiều trong việc nội trợ
và các loại hình công nghiệp cơ bản. Từ năm 2002 tần số 5.8 GHz đã được đưa
vào sử dụng cho các ngành công nghiệp. Nó có nhiều ưu điểm đặc biệt cho các
vật liệu, các bộ phận mà tần số thấp có nhược điểm.

Hình 1.1 – Mô hình vi sóng
Sự chuyển hoá năng lượng điện từ thành năng lượng nhiệt chủ yếu phụ thuộc
vào tính chất hấp thu sóng điện từ của vật liệu, nhiệt độ và tần số của vi sóng.
Dù cho vật chất có được đun nóng bởi vi sóng hay không thì vấn đề ở chỗ cấu
trúc phân tử của vật chất. Các phân tử phân cực, không đối xứng như là nước
được làm nóng tốt dưới tác dụng của vi sóng. Những phân tử như thế sẽ trở nên
quay theo tần số dao động và tần số quay bằng với tần số của vi sóng; bằng cách
đó năng lượng chuyển từ năng lượng điện từ sang năng lượng nhiệt. Khi các
phân tử sinh ra nhiệt và tia vi sóng chiếu xuyên sâu vào vật liệu thì cả khối vật
liệu sẽ nóng lên. Đây là ưu điểm cơ bản nhất của vi sóng so với các phương


-3-

pháp làm nóng thông thường ở chỗ nhiệt chỉ truyền cho vật chất cần làm nóng
mà không truyền qua bề mặt hình thể.
Với vật liệu không có từ tính, thì năng lượng mà vật chất hấp thu như sau:
P = 2.π . f .ε o .ε ' '.E2.V

P :

năng lượng hấp thu của vật liệu.

F :

tần số dao động của vi sóng

εo :

hằng số điện môi của vật liệu.

ε '' :

hằng số bổ sung.

E :

cường độ điện trường.

V :

thể tích của vật chất.

Khi khối vật liệu đang nóng, thì từng vi thể tích của vật liệu nhận cùng một

lượng năng lượng thì phải làm cho lớp vật chất phải mỏng để cho sự chiếu vi
sóng được đều khắp khối vật liệu. Kết quả của sự chiếu sóng là tại bề mặt vật
chất tiếp xúc với vi sóng sẽ có nhiệt độ là như nhau. Tại bề mặt vật chất tiếp
xúc với môi trường có nhiệt độ thấp hơn vì nó sẽ nhả nhiệt của nó cho môi
trường kết quả là nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc với môi trường có nhiệt độ thấp
hơn, điều này là hoàn toàn ngược lại so với phương pháp gia nhiệt bình thường.
Khi bề mặt cách nhiệt tốt thì sự gia nhiệt sẽ nhanh chóng. Vận tốc của vi sóng là
vận tốc của ánh sáng. Khi bắt đầu có nguồn điện thì năng lượng sẽ ngấm vào
đối tượng để làm nóng. Sự chuyển hóa năng lượng sẽ xảy ra tức thì. Khi tắt
nguồn điện, thì quá trình gia nhiệt sẽ bị ngắt ngay lập tức. Sự quá nhiệt là làm
lạnh nhanh là không cần thiết khi dùng cách gia nhiệt bằng vi sóng.
Với vật liệu không có cực (ví dụ như không khí, Teflon, thuỷ tinh...) không có
khả năng chuyển hóa vi sóng thành nhiệt năng do đó không tiếp nhận năng
lượng. Vi sóng đi xuyên qua những vật liệu đó và không hề bị yếu đi. Những vật
liệu cơ bản mà có thể chuyển hóa vi sóng thành nhiệt năng thì được gọi là các


-4-

phần tử nhiệt (heating elements) để chỉ rằng nó như là một nguồn nhiệt. Khoang
(vỏ) phải làm bằng kim loại là cần thiết để phản xạ vi sóng vào vật liệu và ngăn
cản sự rò rỉ của tia vi sóng ra ngoài.
Tóm lại, hiệu ứng của vi sóng lên vật chất thể hiện bằng sự định hướng các
cực theo chiều của từ trường; đó là nguồn gốc sự hấp thu của các phân tử có cực.
Hậu quả là những sự chuyển nghịch phân tử này gây nên “ma sát” và một phần
năng lượng do các cực hấp thu được chuyển thành nhiệt. Từ đó dưới tác dụng
của vi sóng, các phân tử có cực bị đun nóng gây ra sự tỏa nhiệt tức thời trong
khối. Với chất lỏng, sự gia tăng nhiệt độ này xảy ra rất nhanh và gắn liền với
tính phân cực. Với chất rắn, sự gia tăng nhiệt độ phụ thuộc đặc biệt vào tính chất
của nó, tức là gắn liền với hệ thống tinh thể hoặc sự chênh lệch về mặt tỷ lượng

gây ra tính chất phân cực của chất rắn.
1.1.2. Vi sóng trong hóa học
Vi sóng gồm có thành phần điện trường và thành phần từ trường, nhưng chỉ có
điện trường là có thể chuyển thành nhiệt trong đun nóng dung dịch. Mọi tương
tác với từ trường trong trường hợp đó không có nhiều ý nghóa quan trọng. Năng
lượng photon của vi sóng chỉ vào khoảng 0.03 Kcal/mol, nhỏ hơn rất nhiều so với
năng lượng liên kết hóa học thông thường (80 -120Kcal/mol), vì vậy vi sóng
không trực tiếp ảnh hưởng đến cấu trúc phân tử. Trong sự kích thích phân tử, ảnh
hưởng của vi sóng chỉ đơn thuần là làm tăng năng lượng cho quá trình động học.
Trong quá khứ, sự tổng hợp hóa học có thể đạt được bằng con đường đun nóng
bình thường. Khi nguồn nhiệt là ở bên ngoài, trong quá trình truyền nhiệt thì
nhiệt được truyền qua thành thiết bị, đối lưu qua dung môi rồi mới đến đối tượng
mong muốn. Đây là một quá trình rất chạâm và không có hiệu quả cho quá trình.


-5-

Hình 1.2 – Sự ảnh hưởng của sóng điện từ đến cấu trúc hóa học
Đun nóng bằng vi sóng lại hoàn toàn khác hẳn: vi sóng truyền nhiệt trực tiếp
đến từng phân tử, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ một cách nhanh chóng vì sự dẫn
nhiệt không phụ thuộc vào tính chất cấu thành thiết bị. Sự truyền vi sóng có thể
theo hai cơ chế:
-

Sự quay của các phân tử có cực và sự chuyển động của các ion trong quá
trình quay của các phân tử có cực.

-

Sự chuyển động của các ion mà năng lượng được chuyển hóa từ điện

trường thành nhiệt năng.

Trong các phản ứng hóa học bình thường, vi sóng sẽ cung cấp động lực để tất cả
các phân tử đủ năng lượng để vượt qua hàng rào năng lượng để phản ứng xảy ra.
Thông thường, năng lượng hoạt hóa của các phản ứng trong hóa hữu cơ thông
thường là cỡ 50Kcal/mol, giả sử ta thực hiện phản ứng với 0.001 mol chất hữu
cơ thì năng lượng hoạt hoá cần thiết là 50 cal. Giả sử công suất của lò là 800W
tương đương với 191,4cal/s coi như sự chuyển hóa năng lượng là 100%, thì năng
lượng cung cấp lớn hơn gần 3,8 lần năng lượng cần thiết cho phản ứng trong 1
giây


-6-

Hình 1.3 – Thời gian tồn tại của các tác nhân trong cơ chế phản ứng hóa học
Một trong những ưu điểm của năng lượng vi sóng là tốc độ gia nhiệt của nó, sự
truyền năng lượng của vi sóng gián đoạn với thời gian là 10-9s, năng lượng đó
nếu một phân tử hấp thu được thì nó phải mất 10-5s thì mới trở về trạng thái bình
thường được. Như vậy năng lượng được cung cấp với tốc độ lớn hơn tốc độ giải
phóng năng lượng kết quả là tạo ra một trạng thái không cân bằng về năng
lượng kết quả là nhiệt độ tăng lên nhanh chóng và là động lực của phản ứng hóa
học. Thời gian tồn tại của phức chất hoạt động là thường ngắn hớn 10-9s vì vậy
nó không hấp thu vi sóng do đó không ảnh hưởng đến cơ chế của phản ứng.
Nhưng các chất trung gian có thời gian tồn tại lớn hơn 10-9s nó sẽ hấp thu vi sóng
do đó thúc đẩy chuyển tới trạng thái tạo ra sản phẩm, ngoài ra các chất trung
gian thường là các hợp chất không phân cực hoặc là các hợp chất ion nên chúng
càng dễ hấp thu vi sóng.
Việc dùng vi sóng còn cho phép thay đổi thành phần hóa học của sản phẩm tạo
thành, vì năng lượng cung cấp của vi sóng là rất lớn nên chúng sẽ thúc đẩy cân
bằng chuyển về phía tốc độ phản ứng do nhiệt động quyết định tức là làm tăng tỉ

lệ các cấu tử khó đạt được nếu có Ea lớn hơn.
Trong việc ứng dụng nó vào việc trích ly thì có nhiều nghiên cứu ứng dụng khác
nhau. Ví dụ trong trích ly tinh dầu người ta lợi dụng sự làm nóng từ bên trong mà
làm tăng được hiệu quả trích ly do sự bốc hơi mãnh liệt làm phá vở tế bào đồng
thời lôi kéo theo tinh dầu, trong trích ly các hợp chất từ trà thì vi sóng là nóng


-7-

nước trong tế bào làm giải phóng chất cần trích ly vào môi trường một cách
nhanh chóng.

Hình 1.4 – Các chiều hướng phản ứng hoá học
¾ Ưu điểm :
Trong điều kiện vi sóng, thời gian phản ứng được giảm rất nhiều, đặc biệt tính
vùng và lập thể không thay đổi, tránh được giảm cấp và sự đa phân hóa, không
có quán tính nhiệt, năng lượng sạch dễ tạo và dễ kiểm soát, chỉ tác dụng trên
những phân tử lưỡng cực.
¾ Nhược điểm :
Chủ yếu liên quan đến sự hiện diện của dung môi phân cực, do những dung môi
này đạt đến điểm sôi rất nhanh, tạo ra sự phát nhiệt mạnh và gia tăng áp suất
cao, thường xuyên gây nổ.
¾ Để khắc phục các trở ngại này, có 2 giải pháp sau :
-

Dụng cụ thích hợp (thủy tinh hàn kín trong các lớp cỏ bằng Teflon).

-

Giới hạn lượng chất sử dụng, khoảng 1/10 thể tích toàn phần của bình phản

ứng.

1.2. NGUYÊN LIỆU IN HOA
1.2.1. Phân loại
Hiện nay, nguồn nguyên liệu của công nghệ dệt rất phong phú, không những
gồm các loại xơ có sẵn trong thiên nhiên mà còn gồm nhiều loại xơ mới với các


-8-

tính chất khác nhau do con người chế tạo ra. Theo nguồn gốc có thể chia ra làm
hai loại: xơ thiên nhiên và xơ hóa học.

1.2.1.1. Xơ thiên nhiên
Xơ thiên nhiên là những loại xơ mà loài người biết từ lâu, chúng có thể ở
dạng xơ, sợi. Xơ thiên nhiên được phân làm hai loại: xơ thực vật (cellulose) và
xơ động vật (protein).
a. Xơ thực vật:
Xơ thực vật được cấu tạo chủ yếu từ cellulose, có thành phần chủ yếu là bông.
Sau bông là libe, tách được từ vỏ một số loài cây như: đay, gai, lanh và một số
cây khác.
b. Xơ động vật:
Xơ động vật gồm có len và tơ tằm. Len thu được từ lông cừu, một phần từ lông
dê và lông lạc đà. Tơ tằm là loại xơ thiên nhiên tuy vẫn còn được duy trì ở một
số nước, nhưng giá thành sản xuất quá cao, nên hiện nay chỉ chiếm khoảng 0.2%
tổng số các loại xơ dùng trên thế giới.

1.2.1.2. Xơ hóa học
Xơ hóa học là những loại xơ không có sẵn trong thiên nhiên và do con người
tự chế tạo bằng các quy trình gia công hóa học, chúng được phân làm hai loại:

xơ nhân tạo và xơ tổng hợp.
c. Xơ nhân tạo:
Là những loại xơ được sản xuất từ các hợp chất cao phân tử thiên nhiên, qua
nhiều quá trình gia công hóa học chúng được biến thành dạng xơ hay sợi. Xơ
nhân tạo được chia làm hai loại: xơ nhân tạo có nguồn gốc cellulose và xơ nhân
tạo được sản xuất từ các hợp chất protit.


-9-

¾ Xơ nhân tạo nguồn gốc từ cellulose : xơ visco, xơ acetate, xơ polyno và xơ
đồng amoniac.
¾ Xơ nhân tạo nguồn gốc từ protit : xơ cazein, xơ acdin, xơ zein…Ngoài ra
còn một vài loại xơ sản xuất từ protit của các loại đậu, song vì nguyên liệu để
sản xuất các xơ nhân tạo có nguồn gốc từ các protit là các thực phẩm quý nên
hiện nay không còn được sản xuất nữa.
d. Xơ tổng hợp:
Là những loại xơ được chế tạo hoàn toàn bằng những cao phân tử tổng hợp.
Nguyên liệu ban đầu để tổng hợp chúng là những hợp chất hóa học thu được
trong công nghiệp luyện cốc và chưng cất dầu mỏ. Theo cấu tạo hóa học, xơ
tổng hợp được chia làm hai nhóm: xơ mạch dị thể và xơ mạch cacbon.
¾ Xơ tổng hợp mạch dị thể:
Trong mạch đại phân tử của xơ tổng hợp mạch di thể, ngoài nguyên tử cacbon
ra còn chứa các nguyên tử khác như nitơ và oxy. Và xơ mạch dị thể lại được chia
làm hai loại: xơ polyamide (nylon 6, nylon 66, capron,…) và xơ polyester (terilen,
dacron, lapxan,…)
¾ Xơ tổng hợp mạch cacbon :
Gồm những xơ mà trong mạch chính của các đại phân tử của chúng chỉ có
nguyên tử cacbon. Tiêu biểu của loại xơ này là các loại xơ: xơ nitron, vinylon,
clorin-teflon, xơ polypropylen và polyetylen.

1.2.2. Tổng quan về Cotton
1.2.2.1. Cấu tạo
Cotton là loại sợi dệt chiếm vị trí quan trọng nhất, được sử dụng nhiều nhất
trong công nghệ dệt trên toàn thế giới do bản chất của sợi cotton có nhiều đặc
tính ưu việt so với các loại xơ khác. Cotton được dệt từ sợi thiên nhiên (xơ bông),


- 10 -

xơ bông chứa thành phần chính là cellulose 90 – 98 %, trong phân tử có chứa vô
số nhóm –OH lệch nhau 1800, cellulose là vật chất cao phân tử có công thức –
[C6H10O5]n cho tính thấm nước cao:

H
O

OH

CH2OH

OH

H
H

H
O
CH2OH

O

O

OH

H

H

OH

H

O

n

Các phân tử cellulose không đồng nhất theo chiều dài, n thay đổi từ (10.000 –
15.000). Các gốc glucose liên kết với nhau bằng mối liên kết glucozit, tính chất
của cellulose chủ yếu do các nhóm – OH của các gốc glucose giữa mạch quyết
định, các nhóm – OH của glucoze đầu mạch quá ít nên không ảnh hưởng đến
tính chất chung của mạch. Các phân tử glucoze liên kết với nhau bằng lực
Vandervan và lực liên kết Hydro. Các phân tử cellulose sắp xếp song song với
nhau thành bó gồm hai dạng: cấu trúc tinh thể và vô định hình. Phần vô định
hình có khả năng bắt màu nhiều hơn. Cấu trúc của xơ bông xốp, giữa các chùm
mạch đại phân tử và thớ sợi là hệ thống mao quản có đường kính đến 100 nm.
Sự sắp xếp của các lớp xơ không đều, khi trương nở các lớp trương nở theo
những hướng khác nhau, dẫn đến trương nở không đều có hình chuỗi hạt cườm,
lượng không khí nằm trong mao quản lớn, làm cho xơ khó thấm nước và các

dung dịch hóa chất khác.

1.2.2.2. Tính chất của Cellulose
- Tỷ trọng: 1,52 – 1,56 g/cm3
- Độ ẩm cân bằng khi độ ẩm không khí 65%: 7,5 – 9%
- Độ bền đứt khô: 20 – 3 6 g/Tex
- Độ bền ướt so với sợi khô: 110 –116%


- 11 -

- Độ giãn: 6 –10%
- Độ xoắn se có thể chịu đựng: 200 –1800 V/m
Cellulose có thể tham gia vào hai loại phản ứng do các nhóm –OH trong gốc
glucose giữa mạch quyết định.
Phản ứng mạnh dưới các tác nhân thủy phân, các chất oxy hóa hoặc dưới tác
dụng của nhiệt và cơ học.
Phản ứng của nhóm Hydroxyl trong mạch có tính chất như nhóm rượu nên cũng
cho vật phẩm thay thế (ester và các cellulose) và các vật phẩm oxy hóa dẫn đến
các mối liên kết Vandervan và liên kết Hydro có thể bị đứt với tốc độ khác nhau
dưới các tác nhân khác nhau.
Khả năng phản ứng giữa những phân tử sắp xếp chặt chẽ và những phân tử sắp
xếp lộn xộn nằm ở mặt ngoài và trong sâu của xơ khác nhau.
¾ Tác dụng của axit: Axit khoáng kể cả loãng trong điều kiện có nhiệt độ
đều phá hủy Cellulose. Tuy nhiên có thể dùng chúng ở nhiệt độ thấp, nếu sau đó
giặt kỹ và trung hòa trước khi sấy khô vì các quá trình sấy có thể làm tăng nồng
độ dư lượng axit.
Ở dạng đặc, axit nitric khi lạnh sẽ chuyển cellulose thành nitrocellulose với tính
chất và thành phần thay đổi theo nồng độ axit.
Các muối axit (clorua của canxi, kẽm, nhôm) cũng tác dụng như axit khoáng ở

nhiệt độ cao.
Axit hữu cơ dễ bay hơi (formic hay acetic) không gây ảnh hưởng có hại.
¾ Tác dụng của bazơ: Dung dịch kiềm loãng không tác hại lên xơ ngay cả
ở nhiệt độ sôi. Trái lại chúng chuyển hóa và hòa tan các tạp chất đi theo
cellulose, điều này giải thích ứng dụng của chúng trong nấu sôi.
Ở nồng độ và nhiệt độ cao, chất kiềm phá hủy bông nhanh.


- 12 -

1.3. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM
1.3.1. Lý thuyết cơ bản về màu sắc
Màu sắc của vật thể phụ thuộc vào cấu tạo hóa học của vật thể, thành phần
của ánh sáng chiếu vào, góc quan sát và tình trạng mắt người quan sát. Những
tia phản xạ của vật thể 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 vật
thể chính là màu hợp thành của các tia phản xạ.
Khi nghiên cứu về màu sắc, người ta dùng các khái niệm sau đây:
Màu quang phổ là những màu nhận được khi phân tích ánh sáng trắng ra
thành những tia màu hợp thành nhờ các dụng cụ quang học, mỗi màu được đặc
trưng bằng một ánh sáng nhất định từ 380 –760 nm.
Màu vô sắc là những màu được đặc trưng bằng cường độ màu như nhau ở
tất cả các bước sóng.
Màu hữu sắc là những màu thiên nhiên thể hiện ở mọi vật trong thế giới
xung quanh ta.
Tông màu thường được hiểu là sắc điệu của màu và thường biểu thị bằng
các từ: sắc, sắc thái, ánh màu,…
Độ thuần sắc là chỉ tiêu xác định mức độ của sắc thái trong màu
Độ sáng đồng nghóa với độ phản chiếu, được đánh giá bằng phần trăm
của các tia phản chiếu so với tổng của chùm tia tới.

1.3.1.1. Gốc mang màu
Theo thuyết mang màu thì hợp chất hữu cơ có màu vì trong phân tử của
chúng có chứa nhóm mang màu, là những nhóm chưa bão hòa hóa trị. Những
nhóm mang màu quan troïng :


- 13 -

- Nhoùm etylen :

-CH = CH-

- Nhoùm azo :

-N = N-

- Nhoùm azo metyl :

-CH = N-

- Nhoùm nitrozo :

-N = O

- Nhóm nitro :

-NO2

- Nhóm cacbonyl:

C

1.3.1.2. Tính chất ánh sáng
Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng. Theo thuyết photon thì ánh sáng có
năng lượng dưới dạng photon, vì vậy vật thể khi được chiếu thì một số nguyên tử
nào đó được cấp năng lượng và nó được chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng
thái kích thích. Trong quá trình nhảy từ mức năng lượng này sang mức năng
lượng khác, các nguyên tử sẽ hấp thụ năng lượng và phát ra tia sáng có bước
sóng nhất định. Theo định luật lượng tử, khi vật thể hấp thụ một tia sáng, năng
lượng chuyển tới vật thể được tính theo công thức:
∆Ε = hν =

Trong đó:

hc

λ

ν − tần số dao động

h = 6.625.10-27 erg/s – hằng số Plank
c = 3.108 m/s – vận tốc ánh sáng
λ – bước sóng ánh sáng

1.3.1.3. Công nghệ phối ghép màu
a. Nguyên lý phối ghép màu
Trên cơ sở của thuyết ba màu, người ta giải thích rằng mắt cảm thụ được
màu, phân biệt được các sắc thái khác nhau trong thiên nhiên là do sự phối hợp

- 14 -

của ba màu cơ bản. Trong in hoa cũng như trong đan và ghép các màu khác
nhau, để tạo sản phẩm đa dạng về màu sắc, cần phải đặc biệt lưu ý đến ảnh
hưởng qua lại giữa các màu khi chúng sắp xếp lại gần nhau. Sự ảnh hưởng đó
thể hiện ở sự thay đổi sắc thái, cường độ và độ sáng của các màu. Sự thay đổi
này phụ thuộc vào sự sắp đặt về không gian và diện tích các màu. Tam giác màu
được biểu hiện như sau:
Đỏ

Tím

ghi

Xanh

Da cam

Vàng
Xanh lục

Để tạo nên nhiều gam màu khác nhau, người ta dùng thuật phối ghép từ ba màu
cơ bản: đỏ, vàng và xanh lam hoặc đỏ, vàng và xanh lục. Đồ thị ghép màu được
thiết lập theo hình tam giác đều, mỗi màu cơ bản được đặt ở một đỉnh của tam
giác, tỷ lệ phối ghép được chia đều theo cạnh, màu tạo thành sẽ theo quy luật
sau:
Theo mỗi cạnh của tam giác sẽ nhận được một dãy các màu trung gian do
kết quả ghép từ hai màu.
Theo các đường cao của tam giác sẽ là dãy màu do kết quả bổ trợ nhau

của nhiều cặp màu tương ứng
Tâm của tam giác và vùng phụ cận sẽ là miền của màu vô sắc (ghi, xám)
do hiệu quả trung hòa lẫn nhau của ba màu cơ bản có cường độ màu tương
đương. Các điểm khác nằm ở bên trong tam giác sẽ là vô số các màu được phối