Công nghệ nhuộm trong ngành may

Nội dung text: Công nghệ nhuộm trong ngành may

1. CÔNG NGHỆ NHUỘM TRONG NGÀNH MAY Nguyễn Duy Nhân, Phạm Thị Nghĩa, Hoàng Mộc Nhiên Khoa Kiến trúc - Mỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Trần Thị Hồng Mỹ TÓM TẮT Cũng như dệt vải, nhuộm vải cũng là một nghề truyền thống, có từ thời ông cha ta. Để phù hợp với nhu cầu và thị hiếu của từng giai đoạn, từng thời đại cũng như từng nhu cầu, mục đích sử dụng, nghề nhuộm đã không ngừng đổi mới, tìm kiếm những phẩm nhuộm, kỹ thuật mới. Đồng thời áp dụng những tiến bộ của khoa học, kỹ thuật để tạo ra nhiều phương pháp nhuộm khác nhau đem lại hiệu quả và chất lượng tốt nhất để đáp ứng nhu cầu của con người, giúp duy trì và phát triển nghề nhuộm trở thành 1 ngành công nghiệp quan trọng, phát triển song song với ngành dệt may Việt Nam. Giúp đáp ứng nhu cầu mặc đẹp cũng như sự khó tính của người tiêu dùng trong thời đại ngày nay. Hiện nay mặt hàng nhuộm với những sản phẩm nhuộm tối ưu đã dần dần đáp ứng những đòi hỏi về chất lượng màu sắc của vải sợi, đủ khả năng cung cấp sản phẩm ra thị trường. Có 2 nhóm thuốc nhuộm chính được sử dụng hiện nay là thuốc nhuộm tự nhiên có nguồn gốc từ các loại thực vật và thuốc nhuộm nhân tạo từ các chất hóa học tạo thành. Thêm vào đó cũng có rất nhiều phương pháp nhuộm và cách nhuộm khác nhau đã ra đời nhằm mang lại chất lượng tối ưu nhất, từ nhuộm sợi, nhuộm vải, đến nhuộm quần áo thành phẩm. Mỗi phương pháp sẽ phù hợp với loại chất liệu, cũng như nhu cầu, mục đích sử dụng khác nhau, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và phù hợp với sự thay đổi của thời đại. Từ khóa: dệt vải, ngành may, nghề nhuộm, nhu cầu, phương pháp, thuốc nhuộm. 1 VAI TRÒ Ngành nhuộm đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của ngành dệt may nói chung và ngành dệt may Việt Nam nói riêng. Nó phục vụ cho sự yêu mến cái đẹp, cho nhu cầu vật chất, tinh thần cần thiết của người tiêu dùng trong thời đại ngày nay, góp phần đem lại những màu sắc tươi đẹp cho cuộc sống. Hiện nay, những sản phẩm của ngành công nghiệp nhuộm luôn xuất hiện và trở nên không thể thiếu xung quanh cuộc sống của chúng ta, từ quần áo, các phụ kiện thời trang, đến những đồ dùng như khăn, thảm, cho thấy sự cần thiết và khẳng định tầm quan trong của nó đối với cuộc sống của con người. 893
2. Hình 1. Vải nhuộm 2 THUỐC NHUỘM 2.1 Khái niệm Thuốc nhuộm là những hợp chất tạo màu mà trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và ơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Thuốc nhuộm có đủ gam màu, màu tươi và thuần sắc, công nghệ nhuộm đa dạng và không quá phức tạp. Chúng được sử dụng để nhuộm và in hoa cho các vật liệu xenlulo, tơ tằm, len, vật liệu từ ơ polyamit. Hình 1. thuốc nhuộm 2.2 Phân loại Có 2 loại thuốc nhuộm được sử dụng chủ yếu: 1. Thuốc nhuộm có nguồn gốc tự nhiên. 2. Thuốc nhuộm nhân tạo. 2.2.1 Thuốc nhu m nhân tạo Hầu hết các chất tạo màu được sử dụng trong công nghiệp dệt là những thuốc nhuộm hòa tan. Đa số rõ ràng trong các chất này là thuốc nhuộm azo (70-80%). Hầu hết các bột màu 894
3. trên thị trường là bột màu azo, tiếp theo là các phthalocyanine. Các loại thuốc nhuộm khác nhau áp dụng cho các loại vải khác nhau. Thuốc nhuộm bazơ (hoặc cation): được sử dụng để đạt được màu sắc tươi sáng, thường là đối với ơ polyacrylonitrile. Độ bền mầu trên ơ polyacrylonitrile là tuyệt vời. Tuy nhiên, khi áp dụng cho cellulose, thuốc nhuộm bazơ có độ bền màu kém với ánh sáng và sự cọ xát. Thuốc nhuộm bazơ có thể được hòa tan trong nước, nhưng acetic acid mang lại kết quả tốt hơn. Chúng trước tiên được hòa tan trong acetic acidit và sau đó trộn với nước nóng để tránh sự kết hợp của các phân tử thuốc nhuộm. Thuốc nhuộm acid (hoặc anion) được sử dụng để nhuộm sợi protein, polyamide, và polyacrylonitrile được hiệu chỉnh. Độ bền màu với ánh sáng và giặt thì từ kém đến rất tốt, tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm. Thuốc nhuộm acid có thể dễ dàng hòa tan trong nước. Dung dịch thuốc nhuộm mà trong đó chúng được hòa tan có độ pH mang tính acid. Bảng 1. Ứng dụng của thuốc nhuộm đối với các loại vải Thuốc nhuộm cầm màu được sử dụng để nhuộm sợi protein và polyamide. Một muối crom được pha trộn vào dung dịch nhuộm để gắn kết thuốc nhuộm vào sợi. Độ bền màu với ánh sáng và giặt là tuyệt vời. Tác động môi trường liên quan đến crom phụ thuộc vào trạng thái oxy hóa của nó. Ở dạng hóa trị sáu của nó, crom có tính độc hại cao gấp 100 đến 1.000 lần so với hầu hết các hợp chất hóa trị ba thông dụng nhất. Crom III thể hiện độc tính cấp thấp, trong khi crom VI rất độc hại và đã được chứng minh là gây ung thư ở động vật. Do hiệu quả cao và đặc tính được sử dụng hết tuyệt vời của dung dịch nhuộm, thuốc nhuộm có chứa crom có những tác động môi trường tương đối nhỏ thông qua nước thải. Thuốc nhuộm trực tiếp chủ yếu được sử dụng để nhuộm các chất nền cellulose và, như thuốc nhuộm anion, thuốc nhuộm trực tiếp có các đặc tính acid. Độ bền màu giặt thì kém, trong khi độ bền với ánh sáng thì từ kém đến tuyệt vời. Thuốc nhuộm trực tiếp đôi khi được 895
4. dùng để nhuộm sợi protein (đặc biệt là trong sự pha trộn). Thuốc nhuộm được sử dụng trực tiếp trên sợi cellulose trực tiếp mà không cần trợ chất cầm màu. Thuốc nhuộm lưu huỳnh bao gồm cấu trúc amino và phenolic gắn kết với các hợp chất lưu huỳnh, và có trọng lượng phân tử cao. Nhiều loại thuốc nhuộm khác có chứa lưu huỳnh trong các phân tử của chúng, nhưng chỉ các loại thuốc nhuộm mà nó không tan trong nước và tan được bởi sodium sulfide trong một môi trường kiềm thuộc loại này. Thành phần xhính xác của chúng không phải luôn luôn được biết bởi vì chúng được tạo thành từ các chất phức tạp. Thuốc nhuộm lưu huỳnh thường được sử dụng trên các ơ cellulose, đặc biệt là ơ bông. Chúng không mang lại sắc thái tươi sáng trên cellulose, nhưng chi phí thấp và cung cấp độ bền màu khi giặt. Độ bền đối với ánh sáng có các mức độ từ kém đến tuyệt vời. Hình 4. Thuốc nhuộm chiết xuất từ bọ cánh cứng đỏ 2.2.2 Thuốc nhu m tự nhiên Phần lớn thuốc nhuộm tự nhiên là thuốc nhuộm thực vật từ rễ cây, quả mọng, vỏ cây, lá và gỗ và các nguồn hữu cơ khác như nấm và địa y. Có hơn 500 loài thực vật được xác định là nguồn cho thuốc nhuộm. Hầu hết các thuốc nhuộm tự nhiên không thể giữ màu trên cellulose hoặc các loại sợi dệt khác mà không sử dụng chất gắn màu. Để tạo ra ái lực giữa sợi và các phân tử thuốc nhuộm tự nhiên, chúng cần hóa chất phối màu, thường là muối kim loại, có ái lực với cả chất tạo màu và sợi. Thuốc nhuộm màu chàm là loại thuốc màu tự nhiên được sử dụng phổ biến: − Nguồn gốc: phần lớn thuốc nhuộm màu chàm tự nhiên thu được từ các loài trong chi Chàm (Indigofera), Một số loài thực vật, như tùng lam (Isatis tinctoria), đã từng là nguồn cung cấp thuốc nhuộm có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới. Trong các khu vực có khí hậu ôn đới thuốc màu chàm từ các loài trong chi Indigofera thì sản lượng thuốc nhuộm là cao hơn. Loài chàm có giá trị thương mại cũng có thể thu được từ tùng lam (Isatis tinctoria) và nghể chàm (Polygonum tinctorum), mặc dù chủ yếu tại châu Á là cây chàm (Indigofera tinctoria). Tại Trung Mỹ và Nam Mỹ thì hai loài Indigofera suffruticosa (chàm anil) và Indigofera arrecta (chàm Natal) là quan trọng nhất. − Thuộc tính hóa học: bột chàm là chất bột kết tinh màu lam sẫm, nóng chảy ở 390-392 °C. Nó không hòa tan trong nước, rượu, ête nhưng hòa tan trong cloroform, nitrobenzen, axít sulfuric đặc. Cấu trúc hóa học của bột chàm tương ứng với công thức C16H10N2O2. 896
5. − Tổng hợp hóa học: bột chàm có thể sản xuất theo phương pháp tổng hợp bằng nhiều cách. Phương pháp nguyên bản, lần đầu tiên được Heumann sử dụng năm 1897 để tổng hợp bột chàm là nung nóng axít N-(2-cacboxyphenyl)glyxin tới 200 °C trong khí trơ với NaOH. Nó sinh ra axít indoxyl-2-cacboxylic, một chất dễ dàng bị khử cacboxylat và ôxy hóa trong không khí thành bột chàm. 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI Quá trình nhuộm vải 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. Đây là công đoạn quan trọng nhất, nó quyết định màu sắc của sản phẩm và đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng. Hình 4. Tthuốc nhuộm chiết xuất từ bọ cánh cứng đỏ 4 ỨNG DỤNG Tùy theo dạng vật liệu ( ơ, sợi hay vải) và bản chất (thiên nhiên hay tổng hợp) để áp dụng loại thuốc nhuộm và phương pháp nhuộm thích hợp. Có 2 phương pháp nhuộm được sử dụng phổ biến ngày nay. 4.1 Nhuộm gián đoạn Thực hiện từng mẻ theo các hình thức: vật liệu dệt tĩnh, dung dịch nhuộm chuyển động; vật liệu dệt chuyển động, dung dịch nhuộm tĩnh; cả vật liệu dệt và dung dịch nhuộm cùng chuyển động. Thiết bị nhuộm gián đoạn, gồm loại nhuộm ơ, nhuộm sợi và nhuộm vải (dạng dây và dạng mở khổ), nhuộm ở nhiệt độ dưới 100 oC hoặc ở nhiệt độ cao (130 – 150 oC) dưới áp suất. Quá trình nhuộm được thao tác bằng tay hoặc cơ khí hoá và tự động hoá, điều chỉnh quy trình công nghệ theo chương trình bằng máy tính điện tử và theo dõi kết quả nhuộm qua màn hình. CNN được thiết kế cho từng loại thuốc nhuộm và ơ, sợi và có các tên gọi riêng như nhuộm trực tiếp, nhuộm hoàn nguyên, nhuộm lưu hoá, nhuộm hoạt tính, nhuộm phân tán, nhuộm naphtol, v.v. 897
6. 4.2 Nhuộm liên tục Thực hiện khi vải luôn chuyển động trong quá trình gia công. Khi nhuộm một pha, vải được ngấm ép dung dịch thuốc nhuộm một lần, còn nhuộm hai pha thì ngấm ép hai lần. Sau khi ngấm ép, vải có thể được sấy khô, hấp bằng hơi bão hoà, gia nhiệt khô ở 180-200 oC hoặc cuộn ủ để cho thuốc nhuộm bắt màu vào vải. Cuối cùng, vải được giặt sạch dung dịch nhuộm và sấy khô. Chất lượng màu được đánh giá bằng các chỉ tiêu hoá lí như độ bền đối với giặt giũ, mồ hôi, ánh sáng, khói lò và ma sát, vv. 5 KẾT LUẬN Để ngành dệt may Việt Nam ngày một phát triển với tốc độ vũ bão như hiện nay, đưa Việt Nam trở thành một trong những nước xuất khẩu hàng may mặc lớn nhất thế giới, không thể không nhắc đến sự đóng góp to lớn của ngành dệt hóa nhuộm. Sự cải tiến và phát triển không ngừng của ngành đã góp phần khẳng định vị thế của sản phẩm dệt may Việt Nam trên thị trường quốc tế, chinh phục những vị thượng đế khó tính nhất như thị trường Mỹ, Nhật, đưa nền kinh tế nước nhà ngày một phát triển hơn. Nhưng bên cạnh sự phát triển thần tốc đó, ngành dệt hóa cũng đem đến những tác dộng không nhỏ đối với môi trường. Chính vì thế, hiện nay các doanh nghiệp dệt hóa Việt Nam cũng đã không ngừng cải tiến, áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào việc xử lý nước thải, chất thải hóa nhuộm, giảm ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên một cách tối đa. Khẳng định lập trường “không chỉ phát triển mà phải phát triển bền vững”. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu học tập môn Vật liệu dệt may. ThS Trần Thị Kim Phượng (HUTECH), 2018. [2] no/ [3] chat-tao-mau [4] 898