CÔNG NGHỆ TIỀN XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH NHUỘM VẢI

 Môi trường đủ độ ẩm ngấm đủ nước Sự kết hợp vải đốt lông đi thẳng vào bể ngấm men giũ hồ, làm giảm trị  Men có thể bị phân hủy bởi: - Chất kháng khuẩn có trong hồ loại phenol haloge

CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ TIỀN XỬ LÝ

NỘI DUNG

4.3 Tiền xử lý vải dệt từ xơ sợi tổng hợp và vải pha

4.2 Tiền xử lý vải dệt có nguồn gốc từ Protein

4.1 Tiền xử lý vải bông

4.2.1 Tiền xử lý vải len

4.3.1 Tiền xử lý vải dệt từ xơ sợi tổng hợp

4.3.2 Tiền xử lý vải pha

4.1 Tiền xử lý vải bông

4.2.2 Tiền xử lý vải tơ tằm

Nấu tẩy

Kiểm tra Phân loại

Giũ hồ

4.1 Tiền xử lý vải bông

Cơ học Enzym

Tại sao phải tiền

xử lý?

Khó nhuộm

- in hoa

Cứng, khô khó thấm nước

Vải sau dệt

Vải bông mộc nhiều tạp chất và chất màu tự nhiên

chất lượng đúng loại vải Kiểm tra phân loại vải để làm gì?

Khâu nối đầu cây

đủ số lượng

4.1 Tiền xử lý vải bông

Là công đoạn loại bỏ các đầu xơ trên mặt vải

Vải mịn màng, mặt vải sáng

Thuận lợi cho các quá trình

gia công tiếp theo

4.1.1 Đốt lông (hay cắt lông)

4.1 Tiền xử lý vải bông

Chổi Cào

lông

Buồng đốt

(100 –110m/phút0,5 – 1 giây)

Luồn vải qua máng nước

(vải cần được xử lý ngay)

Cho vải qua buồng kín có phun nước ở dạng sương mù

(vải chưa cần được xử lý

Dập tàn lửa

4.1.1.1 Đốt lông

để lông tơ nổi hoàn

toàn lên bề mặt vải

Vải đã

kiểm tra

4.1.1 Đốt lông (hay cắt lông) 4.1 Tiền xử lý vải bông

 Là phương pháp dùng vi sinh vật để phá hủy các đầu xơ trên mặt vải

 Môi trường hoạt động: - acid yếu (pH = 4,5 – 5,5)

- nhiệt độ: 40 – 55oC

Cellulose

(những sợi lông nhô lên bề mặt)

Enzym

cellulase

Thủy phân (các mạch nối các phân tử glucose)

6 Thời gian xử lý

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym

4.1.1 Đốt lông (hay cắt lông) 4.1 Tiền xử lý vải bông

• Thông thường:

– pH: 4,5 – 5,5 – nhiệt độ: 45 – 55oC

• Cellulase trung tính:

– pH: 6 – 7 – nhiệt độ: 50 – 60oC

1 Nhiệt độ & pH Các yếu tố ảnh

hưởng đến quá trình cắt lông bằng enzym

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym 4.1 Tiền xử lý vải bông

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym 4.1 Tiền xử lý vải bông

3.Thiết bị & hóa chất hưởng đến quá Các yếu tố ảnh

trình cắt lông bằng enzym

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym

• Có thể sử dụng các thiết bị trong dây chuyền gián đoạn để cắt lông:

máy jet , máy winch , máy Thie’s …

4 Loại enzym Các yếu tố ảnh

hưởng đến quá trình cắt lông bằng enzym

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym

• Lượng sử dụng thích hợp: 0,5 – 2,0 g/l

• Chọn lựa loại enzym thích hợp: cellulase acid có tác dụng nhanh và mạnh hơn cellulase trung tính

Ví dụ: Cellusoft L thích hợp cho vải bông, lanh,…

Cellusoft ultra L thích hợp cho vải mỏng lanh, gai…

4.1 Tiền xử lý vải bông

5 Phương pháp gia nhiệt hưởng đến quá Các yếu tố ảnh

trình cắt lông bằng enzym

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym

Gia nhiệt bằng hơi nước trực tiếp dễ xảy ra các nguy cơ sau:

1 Nhiệt độ hơi nước trực tiếp gần ống hơi rất cao có thể phá hủy một

phần các enzym

2 pH tăng lên cũng tác động đến khả năng hoạt động của enzym

Enzym chỉ nên đưa vào dung dịch sau khi gia nhiệt

4.1 Tiền xử lý vải bông

6 Thời gian xử lý ảnh hưởng Các yếu tố

đến quá trình cắt lông bằng enzym

4.1.1.2 Cắt lông bằng enzym

• Thời gian thích hợp: 30 – 60 phút (rất quan trọng)

• Enzym cellulase có thể tồn tại trong thời gian rất dài & cắt đứt các mối liên kết của cellulose làm giảm cường lực và độ bền sản phẩm

Chống hoạt hóa enzym (3 phương án):

7 Chất lượng nước hưởng đến quá Các yếu tố ảnh

trình cắt lông bằng enzym

Hiệu quả cắt lông giảm

Xử lý

4.1 Tiền xử lý vải bông

SƠ ĐỒ CẮT LÔNG

xả pH= 4,5-5

(hồ hòa tan)

4.1.2 Giũ hồ

Sợi

Chất tạo màng

Hồ

Sử dụng nhiều

– giá thành rẻ– có sẳn trong thiên nhiên– có khả năng phân giải sinh hóa

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza)

Hồ tinh bột

Tính

Độ

• Thích hợp vải nhạy cảm do xử lý ở nhiệt độ thấp

• Điều kiện xử lý trong khoảng rộng (pH, thời gian)

phá hủy

4.1 Tiền xử lý vải bông

 Các loại men thường sử dụng: α – amylaza

 Theo nguồn gốc, người ta chia làm ba nhóm men vi sinh:

– Men từ mạch nha (maldiastaza)

– Men từ tụy (pancreatic amylaza)

– Men từ vi khuẩn (bacterial amylaza)

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza)

4.1.2 Giũ hồ

4.1 Tiền xử lý vải bông

pH t 0 C Thời gian phản ứng

Hoạt độ với ion

Na + Ca +

Men từ vi khuẩn

chịu nhiệt độ cao

 Các điều kiện giũ hồ tối ưu của một số loại men vi sinh:

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza)

4.1.2 Giũ hồ

4.1 Tiền xử lý vải bông

 Môi trường đủ độ ẩm (ngấm đủ nước)

 Sự kết hợp vải đốt lông đi thẳng vào bể ngấm men giũ hồ, làm giảm trị

 Men có thể bị phân hủy bởi:

- Chất kháng khuẩn có trong hồ (loại phenol halogen hóa)

- Nhiều chất hoạt động bề mặt anion

- Các kim loại nặng (Fe, Cu)

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza)

4.1.2 Giũ hồ

 Điều kiện áp dụng:

4.1 Tiền xử lý vải bông

2 Phương pháp ngấm ép chưng hấp (Pad steam)

1 Phương pháp ngấm ép, cuộn ủ (Pad Batch)

3 Phương pháp tận trích (giũ hồ trong máy gián đoạn (Jet, Jigger, winch,…), thông dụng nhất

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza)

4.1.2 Giũ hồ

 Phương pháp tiến hành:

4.1 Tiền xử lý vải bông

Phương pháp ngấm ép, cuộn ủ (Pad Batch)

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza) 4.1.2 Giũ hồ

 Dung dịch ngấm ép:

2 – 4 g/l enzym

2 – 4 g/l chất ngấm thích hợp với enzym

Nhiệt độ: 40oCMức ép (pick up): 80 – 100%

Nhiệt độ 100oC (hơi bão hòa)Thời gian 20 – 120 giây

 Thời gian nhanh, nhưng đầu tư máy đắt tiền hơn pad – batch

 Lựa chọn enzym chịu được nhiệt độ cao và thời gian ủ ngắn

Phương pháp ngấm ép chưng hấp (Pad steam)

1 Giũ hồ bằng men vi sinh (α – amylaza) 4.1.2 Giũ hồ

 Ưu điểm:

• Có khả năng loại bỏ hồ, dầu, chất sáp

và các tạp chất có trong bông

• Có thể kết hợp công đoạn giũ hồ với

các công đoạn nấu, tẩy trắng

• Phá hủy tinh bột triệt để

• Hiệu quả với nhiều loại hồ hoặc hồ hỗn

hợp cho vải trắng hơn

• Không nhạy cảm như enzym nên có

thể cho chất kháng khuẩn vào cùng với

• Phân hủy xúc tác cellulose có thể xảy

ra do tác dụng của các loại ion Fe, Cu

• Đồng thời với giũ hồ thì cũng phá hủy một phần cellulose

Không dùng hỗn hợp persunfat và

H2O2 trong phương pháp ngấm ép –chưng hấp

4.1.2 Giũ hồ

2 Phương pháp ngấm ép chưng hấp kết hợp giũ hồ + nấu (Pad steam)

1 Phương pháp ngấm ép cuộn ủ kết hợp giũ hồ + tẩy trắng (Pad batch)

3 Phương pháp tận trích (giũ hồ trong máy gián đoạn (Jet, Jigger,

 Thời gian ủ cuộn: 16 giờ

 Giặt: (rất quan trọng để loại bỏ các sản phẩm phân giải oxi hóa của

tinh bột và các tạp chất khác)

Phương pháp ngấm ép cuộn ủ kết hợp giũ hồ + tẩy trắng (Pad batch)

Nguy cơ phá hủy cellulose thấp

Khả năng ngấm thấu của vải thấp

Nhược điểm

Ưu điểm

2 Giũ hồ bằng chất oxy hóa (H2O2, Na2S2O8, K2S2O8)

Ít dùng vì có nguy cơ cellulose bị phá hủy khi kết hợp giũ hồ và nấu

- Thành phần dung dịch ngấm ép:

50 – 60 g/l NaOH 100%

3 – 6 g/l Na2S2O8

3 – 6 g/l chất ngấm/ chất phân tán Nhiệt độ: 40 – 60 0 C

Mức ép: 80 – 100%

- Thông số kỹ thuật ở hòm ủ:

Nhiệt độ 100 o C (hơi bão hòa) Thời gian 1 – 10 phút

Phương pháp ngấm ép chưng hấp kết hợp giũ hồ + nấu (Pad steam)

2 Giũ hồ bằng chất oxy hóa (H2O2, Na2S2O8, K2S2O8)

- Là phương pháp giũ hồ cổ điển nhất

- Nhờ men vi sinh có trong nước, tinh bột trương nở và bị thủy phân đến dạng hòa tan trong nước

- Tốn nhiều thời gian, diện tích (các bể chứa) và tốn nhiều nước, khó kiểm soát chất lượng hồ, không loại được sạch hồ

Ngấm vải

30 – 40oC nước ở hoặc kiềm loãng 2 – 3 g/l

Kết quả xử lý hồ tinh bột luôn phải kiểm tra:

 Nhỏ giọt dung dịch chứa 3 g/l kali iodua (KI) và iot (I2) lên vải đã giũ hồ

 Màu của dung dịch thể hiện:

• Màu vàng nâu: vải đã sạch hồ

• Màu đỏ tím: còn chứa hồ, chưa phân giải hết, nhưng có thể loại trừ bằng các phương pháp xử lý kiềm

• Màu xanh: còn chứa nhiều hồ, phải giũ hồ lại

4 Kiểm tra kết quả giũ hồ tinh bột

4.1.2 Giũ hồ

Hồ hòa tan (hồ biến tính, hồ tổng hợp)

hấp thụ nước

mềm, xốp, trương nở

tan vào nước

dung dịch nhớt

chỉ cần giặt ở máy giặt mở khổ

5 Giũ hồ hòa tan

4.1.2 Giũ hồ

 Nấu là một công đoạn quan trọng trong quá trình tiền xử lý vải bông.

 Sau khi nấu, vải có khả năng thấm nước tốt hơn và tạo thuận lợi cho các

quá trình xử lý tiếp theo đạt kết quả tốt hơn.

4.1.3 Nấu tẩy vải

 Thành phần dung dịch gồm:

• NaOH: là chủ yếu

• NaHSO3: chất khử oxy có trong nồi nấu

• Na2SiO3 : chất keo tụ sắt hydroxit có trong nước và là chất hấp thụ chất màu

• Chất hoạt động bề mặt

 Nhiệt độ: lớn hơn 100oC để tăng khả năng ngấm thấu của vật liệu

4.1.3.2 Nấu vải bông bằng chế phẩm vi sinh

Tác nhân nấu(pectinaza)

4.1.3 Nấu tẩy vải

Ưu điểm (so với phương pháp nấu kiềm):

• Không làm tổn hại đến xơ bông

• Giảm thời xử lý do kết hợp giũ hồ và nấu

• Chi phí hóa chất và sản xuất thấp

• Tiết kiệm nước và năng lượng

• Cho cảm giác sờ tay tốt hơn

• Chỉ số COD trong nước thải thấp hơn

4.1.3.2 Nấu vải bông bằng chế phẩm vi sinh 4.1.3 Nấu tẩy vải

 Chỉ yêu cầu loại bỏ thành phần chất sáp, chất béo có trên vải

 Áp dụng chủ yếu để nấu vải len, vải dệt kim dọc và kim tròn có pha sợi

spandex, vải bọc đệm, vải kỹ thuật cao từ sợi polyester, polyamit, kevlar,

nomex, rayon, cacbon…hoặc trong giặt khô quần áo

 Percloetylen là dung môi được sử dụng phổ biến

 Hãng ICI giới thiệu hệ thống Markal loại bỏ các chất sáp và chất béo bằng

dung môi kết hợp với sự phân giải hồ tinh bột

4.1.3.3 Nấu vải bông bằng dung môi 4.1.3 Nấu tẩy vải

 Công đoạn tẩy trắng thông thường được thực hiện ở nhiệt độ cao và sử

dụng các chất oxy hóa như: H2O2, NaClO, NaClO2

 Mục đích:

• Phá hủy màu thiên nhiên

• Khử màu và loại bỏ các tạp còn lại sau quá trình nấu vải

• Làm tăng độ trắng cho vải

 Điều kiện: không làm tổn thương đến độ bền cơ lý của vải trước khi nhuộm

4.1.3.4 Tẩy trắng vải 4.1.3 Nấu tẩy vải

• Là chất tẩy trắng được sử dụng rộng rãi nhất

• Điều kiện: pH = 10 – 11, ở nhiệt độ 70 – 100oC

• Có thể rút ngắn các công đoạn: nấu tẩy hoặc tẩy nhuộm một giai đoạn

• Không độc hại, xử lý sau tẩy H2O2 đơn giản

• Giá thành khá cao

• Dễ bị phân hủy khi có mặt các chất xúc tác hoặc các kim loại nặng có trong nước

(phải làm sạch nước và sử dụng chất ổn định H 2 O 2 như Na 2 SiO 3 và các chất trợ chuyên dùng khác)

• Là một chất tẩy dạng bột, dễ hòa tan trong nước

• Điều kiện nhiệt độ 80 – 95oC; pH 3,5 – 4,5

• Nấu tẩy cùng một giai đoạn

• Cellulose bị phá hủy rất thấp

• Ăn mòn thiết bị làm từ thép không gỉ

• Khả năng tương thích thuốc nhuộm và chất tăng trắng quang học thấp

• Khá độc dễ gây nổ khi va chạm mạnh

• Khi nấu tẩy thải ra ClO2 có mùi hôi, độc và gây ô nhiễm môi trường

sử dụng rất hạn chế

 NaClO là chất tẩy được sử dụng rất phổ biến vì:

• Rẻ tiền

• Dễ tìm

• Hiệu quả tẩy cao

• Có khả năng diệt khuẩn

 Ở pH 9 – 11, tẩy trắng bằng NaClO vải sẽ đạt độ trắng cao nhất

 Nhưng hiện nay rất ít sử dụng NaClO trong công đoạn tẩy trắng vì:

• NaClO phá hủy màu nhưng làm tổn hại nhiều đến cellulose

• Độ trắng ban đầu tốt nhưng không bền theo thời gian

• Không thể kết hợp vừa nấu vừa tẩy trắng được vì nhiệt độ nấu

tẩy với NaClO chỉ ở 25 – 30oC

• Khó giặt khử sạch

• Thời gian tẩy dài và thải khí độ gây ô nhiễm môi trường

 Để nâng cao độ trắng của vải đã tẩy, người ta dùng chất tăng trắng quang học (lơ

quang học) do các chất này có:

• Khả năng hấp thụ ánh sáng thiên nhiên

• Phản quang những tia ở vùng xanh tím

Hợp với sắc trắng ngà của vải thành ánh trắng xanh, nâng cao độ trắng của vải

 Các chất tăng trắng được xem là những thuốc nhuộm trắng:

• Đối với vải sợi bông là thuốc nhuộm trực tiếp màu trắng

• Với polyester là thuốc nhuộm phân tán…

 Một số tên thương phẩm: Uvitex (Ciba), lavista (Bohme), Ultraphor (BASF),

Blankophor (Bayer), Leucophor (Clariant)

SƠ ĐỒ NẤU TẨY

Trung hòa

4.1.4 Làm bóng

Tại sao phải làm bóng?

Kiềm đậm đặc

- Thời gian rất ngắn

- Vải được kéo căng • Cấu trúc ngang:

xơ bông trương nở to háo nước hơn

dễ hút ẩm hơn

• Chiều dài:

xơ bị rút ngắn

khả năng phản xạ ánh sáng tốt hơn

xơ sợi trở nên bóng hơn

Bề mặt nhẵn và phẳng hơn

Hiệu quả 4.1.4 Làm bóng

• Tăng khả năng hút màu (đặc biệt với thuốc nhuộm hoạt tính)

• Giảm được 10 – 20% lượng thuốc nhuộm

Quy trình công nghệ 4.1.4 Làm bóng

 Điều kiện làm bóng:

NaOH: 30 ± 2oBéNhiệt độ: thường (16 – 30oC)Thời gian: 40 – 60 giây

 Quy trình công nghệ làm bóng gồm ba công đoạn:

Ngấm kiềm Ổn định Giặt sạch

Quy trình ngấm kiềm 4.1.4 Làm bóng

Lưu ý:

• NaOH 30oBé – 50 giây, có sức căng làm bóng (mercerisation)

• NaOH 20oBé – 25 giây, không sức căng xử lý kiềm (caustification): chủ yếu để

Không căng vải

độ co của vải bông sẽ lên tới 25 – 30%

Ổn định vải 4.1.4 Làm bóng

Nồng độ NaOH đạt được 8oBé

là đạt yêu cầu cho thu hồi để

Bể ngấm

kiềm

Giặt nóng

Hệ thống căng kim

Dòng nước nóng

Độ co ổn định khi NaOH còn khoảng 10 o Bé (65,5 g/kg vải)

(CH3COOH)

4.2 Tiền xử lý vải dệt có nguồn gốc từ Protein

4.2.1 Tiền xử lý vải len

4.2.2 Tiền xử lý vải tơ tằm

4.2.1 Tiền xử lý vải len

Vải

mộc

Kiểm tra phân loại

Đốt đầu xơ

Giặt vải len

Carbon hóa

Tẩy trắng

4.2.1.1 Giặt vải len

• Loại bỏ tạp chất thiên nhiên

• Làm cho vải mềm mại, tăng tính vệ sinh.

• Ngăn ngừa được các khuyết tật do hàm lượng

chất béo trên vải còn quá cao.

• Vải sau khi nhuộm sẽ có màu tươi hơn,vẻ đẹp

bên ngoài cao hơn.

4.2.1.1 Giặt vải len

dư trên vải

Sấy khô để tách

ẩm và tăng nồng Giặt và trung hòa

để loại tạp chất ra

pH = 9

50 – 550C

giặt sạch + trung hòa bằng

Tẩy trắng phương pháp khử (Na2S2O4)

Vải

len

3-4 g/l Na2S2O42-3 giờ ở 40-500C

giặt lạnh + trung hòa bằng

axit

40 -45 1/1

4 – 6

40 – 45 1/1

• Vải nhẹ đến nặng

20 – 90

• Chất tạo nỉ, tính anion

• Vải nhẹ, vải màu

30 – 90

• H2SO4, HCOOH,

CH3COOH

• Vải nặng, vải đã nhuộm màu

4.2.1.5 Ổn định len

Xử lý trong nước nóng hoặc bằng hơi nước

Định hình nấu – ép trục quay, hấp hơi liên tục ,

định hình nấu trục đứng yên.

Vải Làm

Tẩy trắng

Oxi

Khử

4.2.1 Tiền xử lý vải tơ tằm

Chuội bằng xà phòng

Chất tạo phức

 PH 9.5 – 9.8 (điều chỉnh bằng Na2CO3 )

95 – 980C

40 – 120 phút

4.2.2.3 Tẩy trắng

Oxi hóa

-khử

Tẩy trắng bằng phương pháp oxi hóa (H2O2 )

Giặt ấm giặt lạnh

Tẩy trắng kết hợp

Vật liệu tơ tằm có màu vàng đậm

Tẩy theo phương pháp oxi hóa bằng H2O2

Giặt thật sạch

4.3.1.1 Tiền xử lý vải polyester

4.3.1 Tiền xử lý vải dệt từ xơ sợi tổng hợp

4.3 Tiền xử lý vải dệt từ xơ sợi tổng hợp và vải pha

Vải polyester

Giặt

Xử lý giảm trọng

Tẩy trắng Tiền định hình

Chuyển sang nhuộm, in hoa

4.3.1.1 Tiền xử lý vải polyester

 Vải, sợi PE chứa nhiều chất bẩn từ các công đoạn gia công trước nên phải

loại bỏ để khỏi ảnh hưởng đến công đoạn nhuộm.

 Thành phần dung dịch trong bể giặt gồm:

 Mục đích :

• Ổn định kích thước.

• Giảm nhàu.

• Cảm giác bề mặt tốt hơn.

• Giảm độ vón gút đối với vải dệt từ xơ polyester.

• Giảm hiện tượng bị nếp gấp trong các công đoạn xử lý tiếp theo.

 Yêu cầu của nhiệt định hình phải đồng đều cả ngang và dọc:

• 30 giây ở 200 – 220oC bằng không khí nóng

• 10 – 30 phút ở 135oC bằng hơi

4.3.1 1.Tiền xử lý vải polyester

4.3.1.1.2 Tiền định hình

 Yêu cầu của vải:

• Phải được giặt trước khi tiền định hình để tránh gây loang màu trong quá trình

nhuộm do:

− Các chất bẩn bám chặt trên xơ sợi

− Các chất dầu bị oxy hóa bám cứng lên vải sợi

• Đối với các mặt hàng nhuộm trên máy jet: rất cần phải tiền định hình trước (nhất là

vải dệt kim) để hạn chế hiện tượng nếp gấp

• Đối với những mặt hàng nhuộm bằng phương pháp “thermozol” hoặc sau nhuộm cần phải cán nóng: không cần phải tiền định hình

• Đối với các loại sợi dún: nhiệt định hình cần phải giảm xuống để giữ được độ đàn

hồi và hiệu ứng dún khoảng160 – 175oC trong 30 giây

4.3.1 Tiền xử lý vải polyester

4.3.1.1 2 Tiền định hình