CHƯƠNG 4 THIẾT BỊ - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.2.1 Quy trình nhuộm vải Rayon
Sơ đồ 5 Lưu đồ công nghệ vải Rayon bằng thuốc nhuộm hoạt tính
33333 Thông số kĩ thuật 3.2.1.1 Đốt – cuộn ủ 1. Mục đích
Nấu tẩy Đốt lông cuộn ủ
Nhuộm Jet
Banh/gở
Sấy
Hồ Văng
Sanfor
Nhằm giúp bề mặt vải không có đầu xơ nhô ra và mềm mại, nhằm tạo thuận lợi cho yêu cầu công nghệ hoàn tất tiếp sau đó và yêu cầu sử dụng. Sau khi đốt lông, bề mặt vải dệt sẽ đạt được những tính chất như:
- Bề mặt vải được sạch lông, trơn mượt, bộc lộ rõ kết cấu dệt của vải.
- Giảm độ bắt bụi trong quá trình sản xuất và sử dụng tiếp sau.
- Bề mặt vải ổn định hơn trong nhuộm nhờ giảm sự khuếch tán ánh sáng phản xạ.
- Cho độ sắc nét với vải in hoa, tránh vỡ nét in do các đầu xơ bị mất đi trong quá trình giặt và sử dụng.
- Hỗ trợ hoàn tất chống vón cục bề mặt vải, đặc biệt với vải polyester hay vải cotton/polyester.
- Tạo thuận lợi cho các công đoạn tạo màu, hoàn tất tiếp theo.
- Tạo thuận lợi cho thuốc nhuộm được hấp thụ đồng đều trên mặt vải.
2. Cơ sở lý thuyết :
Đốt lông là dùng sức nóng của hơi gas cháy, hay nhiệt của ngọn lửa đốt sạch các đầu xơ trên mặt vải, sợi nếu vải không có yêu cầu tạo lông hay tạo tuyết. Có sự phân biệt giữa 2 quá trình trực tiếp và gián tiếp:
- Đốt lông trực tiếp: vải khô đi qua đầu bức xạ kim loại nóng đỏ (5 0 0o C) hoặc ngọn lửa gas không phát sáng. Với đốt lông tiếp xúc, vải được dẫn ngang qua tấm kim loại được nung nóng hoặc ống quay (khoảng 7 5 0o C). Đốt lông trực tiếp chủ yếu dùng trong đốt vải nhung. Khi máy ngưng, vải tự động rời xa nguồn nhiệt. Vận tốc vải 70-80m/min. Hiệu quả đốt lông phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc giữa vải và bộ phận nung nóng. Sự nguy hiểm của ngọn lửa có thể tránh bằng cách lắp đặt bộ dập tàn lửa.
- Đốt lông gián tiếp: vải đi ngang qua tấm gốm nung nóng được bố trí cách một khoảng và phát ra tia hồng ngoại (IR rays).
Hiệu quả đốt phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc vải và bộ phận nung nóng.
Vận tốc vải cao - để bảo vệ vải khỏi ngọn lửa là khoảng 50-200m/min.
Đốt lông bằng tấm phẳng hiếm khi sử dụng trong quá trình trực tiếp mà thường thay bằng ống đốt.
Thường đốt lông vải mộc, ít gặp đốt xen vào trong quá trình nấu tẩy hay nhuộm.
Trong ngành dệt, thường đốt vải dạng mộc, ít gặp đốt lông xen vào trong quá trình nấu tẩy hoặc nhuộm.Trong thực tiễn, đốt lông vải kinh tế hơn đốt lông sợi để dệt vải.
3. Cấu tạo máy:
Máy đốt lông gồm có những bộ phận chính: cơ cấu gỡ biên, giàn trống quay, thùng chải lông, trục đỡ vải để đốt, họng lửa, quạt hút gió, bộ phận dập tàn lửa, trục ngấm ép, bồn hóa chât rũ hồ, giàn điều khiển vị trí đốt.
Trình tự của vải qua máy đốt lông:
- Vải vào máy qua cơ cấu kẹp biên chỉnh vị trí vải, đảm bảo vải đi theo đúng đường trung tâm máy.
- Tiếp đó vải qua các chổi chải mặt vải để lôi các đầu xơ trên mặt xù ra sẵn sàng cho đốt.
- Sau đó vải đi vào vùng đốt có từ 2 đến 4 họng lửa để đốt sạch lông trên bề mặt vải.
- Tiếp theo vải đi qua cơ cấu dập tàn lửa, cơ cấu này có thể dùng hơi nước bão hòa, cặp trục ép hay một máng ngấm hóa chất.
Hầu hết các máy đốt lông sắp xếp để vải ôm quanh một trục thép tại điểm tiếp xúc ngọn lửa. Trục này có nước làm mát bên trong. Nếu làm mát trục không tốt sẽ gây chảy dẻo xơ nhiệt dẻo.
Ngọn lửa trên họng đốt phải đều suốt chiều dài khổ vải.
Vải biên xù cần lưu ý cháy biên.
Khi cháy trong buồng đốt lông có nhiệt lượng cao và có cả tàn lửa tiềm ẩn hiểm họa gây cháy. Do vậy cần phải thu triệt để hơi cháy từ buồng đốt. Khí chưa cháy hết được đốt cháy triệt để, qua bộ trao đổi xúc tác, qua bộ trao đổi nhiệt với khí thoát từ buồng đốt lông ra, sau đó đi thoát ra môi trường.
Có thể chia máy đốt lông thành 2 loại là: máy đốt lông vải dệt thoi dùng gas và máy đốt lông vải dệt kim dạng ống. Cả hai 2 loại máy này đều có bộ phận quan trọng nhất là họng đốt.
Điểm quan trọng khi đốt trực tiếp là sự pha trộn giữa không khí và khí đốt.
Khí thải máy đốt phải được hút triệt để và được yêu cầu xử lí đốt triệt để.
3.2.1.2 Nấu tẩy:
1. Nấu
Nấu là quá trình dùng hóa chất phá hủy tạp chất có trên vật liệu nhuộm, phục hồi và tăng thêm tính thấm ngấm của vật liệu. Đây là quá trình quan trọng, quyết định chất lượng sản phẩm.Đại bộ phận tạp chất của xơ và phần còn lại của hồ đều bị phá hủy.Thường dùng chất kiềm như NaOH và các chất trợ.Nhiệt độ nấu khoảng 1000C- 1200C.Thời gian tùy thuộc vào thiết bị, nồng độ hóa chất và nhiệt độ nấu.
Trong quá trình nấu người ta ứng dụng bốn loại phản ứng sau, còn được coi là phản ứng chính trong quá trình nấu.
Hòa tan: hòa tan các tạp chất dễ tan như glucoza, muối, PVA…
Phá hủy tạp chất đơn giản: các tạp chất đơn giản như pectin, hemi- cellulose…
dễ dàng bị chất kiềm (natri cacbonat, natri hidroxit) ở nhiệt độ cao phân hủy về dạng dễ tan trong nước rồi loại bỏ ra bởi chất giặt hoặc xà phòng.
Xà phòng hóa dầu thực vật, động vật và sáp: các chất dầu và sáp tạo thành xà phòng natri với chất kiềm rồi bị giặt khỏi vật liệu.
Nhũ hóa dầu khoáng: dầu khoáng không thể xà phòng hóa nên được tạo nhũ nhờ xà phòng – chất tẩy rửa rồi bị loại ra khỏi vật liệu.
Công nghệ nấu gần như bắt buộc với xơ thiên nhiên. Với xơ nhân tạo do chỉ có tạp chất công nghệ dễ tan nên giai đoạn nấu chỉ cần áp dụng các quá trình hòa tan, trong đơn công nghệ gần như chỉ có chất giặt.
2. Tẩy:
Tẩy trắng là quá trình sử dụng hóa chất phá cấu trúc màu trong tạp chất nằm trên vật liệu nhuộm, làm cho vật liệu có màu trắng.Hóa chất thường dùng là chất oxy hóa hoặc chất khử.Nếu sử dụng chất khử để tẩy trắng thì sau này trong không khí có mặt oxy nó dễ bị lại màu.
Chất oxy hóa thường dùng như: H2O2 (hydrogen peroxide), NaClO2(sodium chlorite), NaOCl (sodium hypochlrite).
Chất khử thường dùng như: Na2S2O4 (cho tơ tằm).
Khả năng ứng dụng mỗi loại hóa chất cụ thể như sau:
- NaOCl: trước đây dùng NaOCl rất phổ biến để tẩy vải cellulose vì nó rẻ, dễ điều chế. Tuy vậy có có nhược điểm là không áp dụng công nghệ liên tục được, không thích hợp với vải tổng hợp.
- NaClO2: có ưu điểm bền với kim loại nặng, không gây hại cellulose, tẩy trong môi trường axit (nên dùng tốt cho vả sợ kiềm như axetat, PES, T/C…). Thời gian tẩy ngắn, đơn giản, rẻ tiền. Có thể bỏ qua nấu kiềm, rút ngắn thời gian gia công. Nhưng có nhược điểm: khó khống chế pH, thoát khí độc, ăn mòn thiết bị.
Phải dùng thiết bị bằng thép hợp kim titan.
- H2O2: là chất tẩy trắng rất thông dụng trong nghành dệt. Có ưu điểm sau:
+ Có khả năng tổ chức tẩy theo phương pháp liên tục.
+ Điều kiện lao động tốt vì không có khí độc.
+ Độ trắng cao và tác dụng êm dịu hơn các loài khác.
+ Áp dụng được cho nhiều loại xơ. Kể cả xơ nhuộm màu bằng thuốc nhuộm
+ Quá trình đơn giản không phải trung hòa.
Áp dụng tẩy trắng: Nếu vải thành phẩm yêu cầu có màu trắng hoặc nhuộm màu nhạt- sáng thì cần phải tẩy trắng. Vải bóng gần như luôn phải tẩy trắng ngoại trừ chúng sẽ được nhuộm màu đậm – tối.Xơ tổng hợp thường có màu trắng nên chỉ cần tẩy nhẹ hoặc không tẩy trước khi nhuộm, hoàn tất
Quy trình máy nấu tẩy kết hợp: Máy ( Brugman- Hà Lan) : Áp dụng cho mặt hàng: KT màu, Tacron, Rayon hoa, PE hoa là những mặt hàng thường xuyên được áp dụng
Sơ đồ 6 Quy trình máy nấu tẩy kết hợp
3.2.1.3 Nhuộm Jet 1. Mục đích
Nhuộm gián đoạn :các loại vải tổng hợp, vải dệt kim, dệt thoi ở dạng dây xoắn tự do và nhuộm ở nhiệt độ cao và áp suất cao (nhiệt độ khoảng1300C và áp suất từ 2 – 2,5kg/cm2)
2. Cấu tạo máy
Máy jet là tên gọi chung dòng máy tạo lực đẩy dây vải đi nhờ tia dung dịch hay tia khí.nếu dung tia dung dịch thì đơn giản gọi là máy jet. Nếu dung tia khí thì có tên là airjet
Nhà máy đang sử dụng 5 máy nhuộm JET hiệu TONG GENG dùng tia dung dịch, 4 máy nhuộm bầu dưới và 1 máy nhuộm bầu trên với công suất tối đa: 600 kg/mẻ. Các máy đều ở dạng kép hay ghép 4.
Các bộ phận chính : Cơ cấu
vào vải
5 buồng giặt Buồng
hấp Bể ngấm
hóa chất 3 buồng giặt
Cơ cấu ra vải
Giàn sấy
- Bầu chứa:Dạng ống dài được làm bằng inox, hình trụ, đặt nằm song song với mặt đất. Đầu ống dẫn vải là họng Jet, phía trước thùng đầu nhuộm có nắp đậy là cửa ra vào vải, có nắp kính để quan sát hàng vải trong suốt quá trình tẩy nhuộm. Thùng được chế tạo bằng inox nhằm chống sự ăn mòn trong quá trình tẩy nhuộm hàng vải trong môi trường acid, kiềm, khử, oxy hóa.
- Trục guồng:Có tác dụng trong việc tải và thường xuyên đổi được vị trí các nếp gấp nên tránh được việc tạo nếp gấp chết ở một điểm cố định, nếu đang chạy mà ngưng luân chuyển do dồn hàng hay kẹt hàng thì còi báo động vang lên và bơm sẽ tự động dừng lại.Trục guồng có chiều ngang với bề rộng của thùng nhuộm được chuyển động nhờ mô – tơ đặt ngoài thùng nhuộm, với hệ thống bánh nhông dây xích. Guồng có thể chạy xuôi chạy ngược tùy theo người điều chỉnh.
- Họng Jet: Được xem là bộ phận chính của máy Jet. Là bộ phận quan trọng của máy nhuộm gián đoạn cao áp. Khi cho vải vào dưới tác dụng của bơm áp lực tuần hoàn ta sẽ hút vải chạy vào trong máy qua họng Jet. Ngoài ra trong họng Jet còn có chén để tạo thêm áp lực nước cho vải qua nhờ các lỗ chén. Có hai loại chén là chén lỗ và chén tầng tùy theo yêu cầu công nghệ, tùy theo loại vải mà sử dụng chén tầng hay chén lỗ. Thường người ta sử dụng chén lỗ cho các loại vải dày ít bị dạt chân chim và dùng chén tầng cho các loại vải mỏng, dễ bị dạt, vì tuy lượng nước trong chén tầng nhiều hơn chén lỗ nhưng khi vào chén tầng thì dưới sức hút của nước vải sẽ được đi thẳng xuyên suốt trong máy, còn chén lỗ thì có lỗ xung quanh nên nó sẽ tạo ra một lực xoáy ở ngay giữa tâm vì thế dễ làm cho vải dễ bị dạt, về cấu tạo thì chén lỗ gồm có 2 phần: phần đế và phần miệng chén, còn chén tầng thì cũng có phần đế và tầng riêng phần tầng thì có 2 loại : có gờ và tầng không gờ.Nhà máy hiện thường dùng loại hong jet tròn, đường kính 7cm.
- Bơm tuần hoàn:đây là loại bơm ly tâm có nhiệm vụ hút dung dịch hóa chất, thuốc nhuộm hay nước để đưa vào máy. Bơm còn có nhiệm vụ luân chuyển dung dịch trong thùng, tạo áp lực cho họng Jet kéo hàng vải đi. Ngoài ra bơm còn duy trì ổn định sự phân bố đều nhiệt độ và dung dịch trong máy.
- Hệ thống trao đổi nhiệt: Là một thiết bị ống chùm dùng để đun nóng hay làm
dung dịch đi trong ống, còn bên ngoài là hơi nước nóng hay lạnh làm nguội, hơi nóng sẽ được cung cấp từ hệ thống lò hơi, còn hơi lạnh được cấp từ nguồn nước lạnh lấy từ bên ngoài. Hệ thống này gồm một bộ phận cấp bù phần kim loại bị giãn nở ở nhiệt độ cao và co lại khi nhiệt độ thấp.
- Van điều chỉnh áp lực trong họng Jet:Được lắp đặt với đường ống đẩy của bơm trước khi dung dịch đi vào hệ thống trao đổi nhiệt. Van này được dùng để điều chỉnh lưu lượng bơm, áp lực tốc độ, lưu lượng phải điều chỉnh cho phù hợp và đúng theo yêu cầu công nghệ để hàng vải chạy đều, không bị kẹt vải hay bị xếp ly. Trên thùng nhuộm có van điều chỉnh sức căng hàng vải, tùy theo trọng lượng của mỗi loại hàng.
- Van nén và xả khí:Khi máy hoạt động thì áp suất sẽ được cấp vào máy ở nhiệt độ khoảng trên 80oC, khi đó bộ phận nén khí sẽ hoạt động liên tục và khi kết thúc một quy trình nhiệt độ được hạ xuống thì bộ phận xả khí sẽ tự động xả áp ra từ từ để giảm áp suất trong nhà máy.
Ngoài ra máy còn có bồn hóa chất để pha và trộn hóa chất, thuốc nhuộm cho thật đều trước khi bơm vào máy.
3.2.1.4 Banh/gỡ - Sấy 1. Mục đích
Dùng để banh vải và lấy bớt lượng nước trên vải sau khi giặt trên máy Jet vải được luồn qua bộ phận vào vải dạng dây, qua bộ phận tách bớt nước và được kéo lên hệ thống xả xoắn phía trên, sau đó vải được đưa xuống cặp trục đập vải, banh vải.Liền sau đó vải qua hệ thống trục xoắn để căng vải ra dạng khổ, qua hệ thống hút nước chân không tách nước lần nữa và qua thanh đỡ kéo vải ra ngoài
Vận tốc vải chạy trên máy khá cao, khoảng 80 – 85m /phút.
2. Một số lưu ý khi vận hành máy:
Kiểm tra tình trạng máy nén khí, trục xoăn, trục đập vải, tủ điều khiển, tình trạng bạc đạn của cặp trục xả xoắn phía trên, thùng chứa nước đọng của máy hút chân không trước và trong khi chạy máy.
Vải đầu cây phải được may bằng máy may cẩn thận.
Vệ sinh bụi gòn, lưới lọc bụi trong thùng hút chân không.
Vệ sinh trục xoắn trước khi đổi vải.
3.2.1.5 Hồ văng 1. Mục đích
Sấy khô vải đến độ ẩm tiêu chuẩn.
Lấy đúng kích thước thiết kế như mật độ dọc, mật độ ngang hoặc đúng khối lượng g/m2.
Sợi ngang thẳng góc với sợi dọc.
Có một số yêu cầu chất lượng như: độ mềm mại, đầy tay, tăng trắng, cầm màu ép màu.
2. Cấu tạo máy
Đầu vào vải : vải được dẫn qua nhiều trục gọi là các trục trên, trục dưới.các trục này dùng để điều chỉnh sức căng vải. khi vải căng quá cho trục lên, chùng quá thì cho trục xuống. Nhờ vậy mà sức căng vải luôn được điều chỉnh phù hợp.
Máng ngấm trục ép: Máng ngấm ép đã qua nhiều lần cải tiến theo hướng máng giảm thể tích, tăng thời gian tiếp xúc, dễ vệ sinh. Điều này cũng rất quan trọng vì hóa chất sử dụng trong hồ văng có rất nhiều loại với nhiều công dụng khác nhau nên việc sử dụng hóa chất không phù hợp ảnh hưởng rất lớn đến vải ra sau này.
Giàn chỉnh sợi ngang.
Giàn sấy – định hình: Giàn văng là bộ phận quan trọng và có kích thước lớn trong giàn sấy định hình.Để đảm bảo nhiệt độ trong vùng công tác, cũng là để tránh nhiệt thất thoát ra môi trường, xung quanh giàn văng có thành máy cách nhiệt tạo ra những đoạn buồng gia nhiệt.
Bộ phận cấp dư vải: Khi vải bị kéo dọc và căng ngang trên máy hồ văng sẽ tạo ra những hậu quả: giảm mật độ sợi dọc, ngang quá mức, cong sợi ngang...Nhờ có overfeed (bộ phận cấp dư vải) mà các dạng lỗi trên có thể khắc phục được. Nó cho phép vải co dọc trong khi bị căng ngang
Đầu ra vải
3.2.1.6 Sanfor (Phòng co) 1. Mục đích
Trong quá trình hoàn tất vải nhuộm hoặc in hoa, đôi khi vải phải được phòng co trên máy sanfor bằng nước nóng, nhằm đưa vải trở về trạng thái co tự nhiên, đáp ứng yêu cầu và thị hiếu của khách hàng
2. Cấu tạo máy
Phần phun nước, trống xông hơi Trục chỉnh sợi chéo
Vùng sấy – định hình (tenter)
Vùng làm co: với bành cao su, tấm nỉ và trống sấy. Khi bành cao su tiếp xúc với vải thì vải ở trạng thái giãn ngoài. Nhưng khi chuyển sang tấm nỉ rồi trống sấy
bức. Đồng thời có hơi ẩm ở nhiệt độ cao làm cho vải co và ổn định kích thước ở trạng thái co.
3.2.1.7 Kiểm cuốn
Vải sau hoàn tất được đem đi kiểm tra ánh màu, biên nền, kiểm tra các thông số của vải.Sau đó được cắt thành từng cây, từng lô và giao cho khách hàng.Như vậy, quy trình sản xuất vải đã hoàn tất.