Đề tài Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý hoàn tất vải len 100%

o hơn, điều này không thuận lợi cho việc tạo ẩm đều khắp cuộn vải. Thường phun ẩm có dùng khí nén, nếu vòi phun tắc thì gây nên độ ẩm vải sẽ không đều. Loại máy phun Weko gồm một dãy cánh phun theo chiều khổ vải, hệ thống Muwa Spray có thể thổi các giọt nước li ti lên vải từ những bàn chải quay tốc độ cao được nhúng ướt. Máy phun sương hiện đại nhất là Igrofast (Biella Shrunk) (hình 2.16) có hệ thống kiểm soát bằng điện tử kết hợp đo ẩm cho phép điều ẩm chính xác. Sau khi tạo ẩm, vải được sưởi nóng nhẹ để điều chỉnh tăng tốc độ hút ẩm. Đa số máy điều hòa có sẵn bộ làm mát vải. 54 Hình 2.16. Máy phun ẩm Igrofast (Biella Shrunk) Các thiết bị phun ẩm thường được lắp ở phía trước máy định hình xông hơi áp lực liên tục để phun ẩm cho vải ngay trước khi được gia nhiệt. Sau phun nước tạo ẩm là định hình xông hơi áp lực làm tăng tốc độ hút ẩm của xơ len và nhiệt độ vải được giảm xuống trong vùng làm mát của máy định hình. Sự tăng hàm ẩm (tính gần đúng) sẽ bằng % nước phun ban đầu lên trên vải trừ đi 2 đến 3% do việc cần hạ thấp nhiệt độ bằng phương pháp làm mát do bay hơi. Các thiết bị phun ẩm cũng có thể dùng để đưa hóa chất hay chất trợ hoàn tất lên vải thay thế cho ngấm ép. 2.13.3. Điều hòa trong nước nóng Điều hòa tới hàm ẩm giữa 20% và tới ẩm bão hòa có thể thực hiện với máy Menschner Hygrocor (hình 2.17). Vải được kẹp giữa 2 lớp vải bọc có khả năng thấm ướt cao và đi quanh một tang trống có hút chân không, quay và được ngâm một phần trong nước nóng. Khi vải đi qua trống được xông hơi sau đó đi qua nước và cuối cùng là hệ thống quạt hút không khí qua làm mát vải. 55 Hình 2.17. Máy điều hòa liên tục Hygrocor (Menschner) 2.13.4. Điều hòa bằng hấp hơi và làm mát. Chưng hơi sau đó làm mát không phải là quy trình hiệu quả để nâng hàm ẩm, vì chỉ một lượng nhỏ nước được ngưng trên vải khi mà nó được nâng nhiệt lên tới 100oC (khoảng 6% trọng lượng). Đa số ẩm bị mất bởi sự làm mát bay hơi khi vải trở về nhiệt độ phòng. Quy trình hiệu quả hơn là làm mát vải bằng cách cho đi qua một buồng lạnh trước khi nó được phun hơi nước. Lượng nước ngưng trong quá trình hấp hơi khi đó là 0,1% cho mỗi độ bách phân (oC) mà vải đã được làm mát xuống dưới nhiệt độ môi trường. 2.14. Cào lông Mục đích: - Cải thiện ngoại quan bề mặt vải bằng cách tăng chiều dày của lớp xơ bề mặt, đôi khi tới mức cấu trúc dệt của vải bị che mờ. - Để tăng độ mềm vải và tạo cảm giác đầy tay hơn. - Thực hiện quá trình sơ bộ trước khi chải, cắt hay cán mịn. - Để sản xuất vải nhung. 56 - Để làm tuyết dựng, nhung hay để nằm phẳng như vải thường. Cào lông được thực hiện bằng cách để bề mặt vải dạng phẳng tiếp xúc với các đầu kim chải có tác dụng móc và kéo các đầu xơ nhô ra khỏi mặt vải. Vải được chạy quanh một lô lớn trên mặt có các kim chải. Thùng trụ này quay khác với tốc độ của vải. Tốc độ và hướng quay của thùng chải có thể thay đổi cùng hoặc ngược hướng chuyển động của vải. Bụi chải được hút thải ra qua hệ thống lọc bụi ra ngoài. Trước đây thường dùng các loại bàn chải từ các loại xơ cứng tự nhiên và có tác động êm dịu hơn các loại máy sử dụng bàn chải có các kim móc là kim loại. Các máy tác động đơn thường có 24 đến 36 trục chải đường kính nhỏ (60- 100 mm). Các đầu kim chải hướng vào mặt vải và quay thuận chiều hoặc ngược chiều chuyển động của vải. Tốc độ và hướng quay của các trục chải được kiểm soát độc lập với thùng tựa lớn. Máy tác động kép thường có 24 đến 36 trục chải bố trí luân phiên trên bề mặt thùng tựa lớn. các trục chải xen kẽ nhau sẽ quay ngược chiều (hình 2.18). Tốc độ của 2 loại trục thay đổi độc lập, khi đó các trục quay thuận kéo đầu xơ lên khỏi mặt vải trong khi các trục quay ngược chải các xơ đã dựng và ép xuống mặt vải. Đa số các máy hiện đại ngày nay là loại tác động kép (hình 2.19). Hình 2.18. Sơ đồ hoạt động máy chải tác động kép. Các xơ ướt không cứng như các xơ khô, như vậy làm ướt vải sẽ thuận lợi cho chải và giảm mất mát xơ. Vải len thường được chải ướt ở mức ẩm 60-70%. Có thể dùng thêm chất bôi trơn để khi chải sẽ giảm bớt ma sát giữa các xơ. Đối với các máy chải ướt thì kim chải có thể chế tạo bằng thép không dỉ để tránh ăn 57 mòn, nhưng kim móc loại này không phù hợp cho chải khô vì bị mòn nhanh hơn so với loại kim bằng thép truyền thống. Hình 2.19. Sơ đồ hoạt động máy cào lông tác động kép một tang trống GRL.90/36 (Lafer) Chải chỉ thực hiện trên một mặt vải tại một thời điểm và nhiều khi phải cho vải chạy qua một máy nhiều lần để đạt được mức chải mong muốn. Nếu cần chải cả 2 mặt thì lật mặt vải giữa các lần chải khi vải qua máy. Để tăng năng suất và giảm không gian trong gian máy thì các máy hiện đại có 2 tang trống và khi chải 2 mặt thì có thể thực hiện trong một lần vải chạy qua. Ngoài ra còn có máy chải kết hợp xén đầu xơ sau khi chải để mặt vải có kết quả chải đều hơn. 2.15. Xén lông Xén là tạo thành một bề mặt phẳng đều bằng cách cắt các đầu xơ nhô trên mặt vải tới một chiều dài đồng nhất. Cả vải len chải kỹ và chải thô được xén tại thời điểm nào đó trong hoàn tất khô. Nếu vải được nhằm mục đích hoàn tất sạch, các xơ bề mặt được cắt ngắn nhất có thể. Với vải len chải thô thì càng cần thiết phải xén đầu xơ. Nguyên lý cơ bản của máy xén không thay đổi trong khoảng 100 năm qua. Gồm một dao xoắn ốc lắp trên xy lanh quay ngược với dao cố định và vải đi qua một thanh đỡ nằm ngay dưới lưỡi dao xén cố định. 58 Hình 2.20. Sơ đồ hệ thống dao xén lông với 2 loại giường (gối) đỡ đơn và kép. Khi vải đi qua thanh đỡ tại khe xén giữa dao quay và dao phẳng cố định, các đầu xơ được xén bỏ. Chiều cao của đầu xơ xén được điều chỉnh bởi khoảng cách giữa thanh đỡ và lưỡi dao cố định. Thanh đỡ đôi thường cho hiệu quả xén cao hơn. Các máy hiện đại thì thanh đỡ vải có thể đàn hồi cho phép xén các vải có biên dày hơn hoặc vải có các hoa văn mà không bị xén đứt Để tránh tổn thương lên mặt vải, vải được đi qua bộ phận dò kim loại trước khi vào máy xén để không làm hỏng dao xén. Các loại vải khô, nóng có xu hướng làm cùn lưỡi dao nhanh hơn vải nguội. Các lưỡi dao xoắn thường được bôi trơn bằng cách cho tiếp xúc nhẹ với tấm nỉ có tẩm dầu bôi trơn đặc biệt. Bộ phận hút bụi hút hết các đầu xơ bị xén ra ngoài qua hệ thống lọc bụi. Thường vải được xén mặt trái trước để loại bỏ các điểm gút trước khi xén mặt phải để tránh làm thủng vải. Các máy hiện đại thiết kế tách rời với 2 hoặc 3 dao xén. Một máy xén có 3 dao xén có thể xén được 1 lần mặt trái và 2 lần mặt phải của vải chỉ trong một lần vải qua máy. Ở dao xén 1 thì thanh đỡ vải cần là loại rỗng để loại bỏ các điểm gút một cách an toàn ra khỏi mặt trái của vải. 59 Hình 2.21. Sơ đồ máy xén lông CMI1 (Lafer) một dao xén. 2.16. Là ép Là ép làm giảm độ dày vải, tăng độ bóng và tạo nên cảm giác sờ tay mượt mà. Là ép có thể được sử dụng như một quá trình chuẩn bị cho định hình hơi áp lực. Trong khi là ép chỉ định hình dính được đưa vào vải. Hiệu ứng này mất dần đi khi vải được chưng hơi không sức căng và hiệu ứng này mất đi hoàn toàn khi vải được làm ướt. Về mặt nguyên tắc, vải được nén ép ở áp lực cao giữa các bề mặt gia nhiệt phẳng và sau đó được làm nguội. Có 3 kiểu là ép thường được sử dụng: - Máy ép giấy; - Máy ép trục quay; - Máy ép băng tải. Theo truyền thống, vải len chải kỹ có chất lượng tốt nhất được ép bằng máy ép giấy và chất lượng kém khi thực hiện hoàn tất trên máy ép trục quay, mặc dù máy ép giấy hiện nay ít được sử dụng. 2.16.1. Máy ép giấy Trong máy ép giấy, vải được ép ở áp lực khoảng 10 Mpa – 40 Mpa trong một máy ép thủy lực khi vải đang được xếp thành lớp và được đặt xen vào với các tấm bìa cứng được gọi là các tấm ép giấy. Các tấm ép được gia nhiệt trước khoảng 60oC, thông thường dựa trên nguyên lý cấp nhiệt bên trong bằng điện. Sự gia nhiệt được duy trì khoảng 1 giờ với áp lực bên trong máy ép được tăng tới mức độ tối đa. Các mẻ được làm nguội khoảng 12 giờ trước khi vải được dỡ 60 ra, được xếp lại thành lớp và quy trình ép được lặp lại. Trong khi thực hiện chu trình ép thứ 2, vải đang nằm ngoài và các tấm ép được chuyển động vào trung tâm của dây chuyền. Phương pháp ép giấy cho cảm giác sờ tay tốt và độ bóng có thể đạt cao. Tuy nhiên quá trình sử dụng nhiều lao động và tốc độ sản xuất thấp. Hai người vận hành có thể đảm nhiệm đầu vào, quay vòng và đỡ vải ở tốc độ tổng cộng khoảng 6 m/phút. Máy ép giấy thẳng đứng, gián đoạn kiểu Hattersley-Pickard và Nikke cho thấy sự cải tiến để thực hiện quá trình là ép bằng giấy năng suất hơn. Hai loại máy này là tương tự nhau và vải chuyển động qua chúng một cách gián đoạn. Vải được xếp kèm thành lớp với 5 hoặc 6 tấm giấy ép và được nén ép một vài giây giữa các tấm kim loại được gia nhiệt. Các tấm giấy ép được tách ra, vải chuyển động về phía trước, các tấm giấy được cài lại và máy ép lại được khép lại. Mỗi máy có 2 tấm ép, một ở trên và 1 ở dưới, chúng được nén bởi pittông thủy lực. Các tấm ép có thể được vận hành ở các nhiệt độ khác nhau. Tổng trung bình tốc độ của vải trong quá trình sản xuất có thể đạt 4-10 m/phút. 2.16.2. Máy là ép trục quay Hình 2.22. Thiết bị là ép trục quay Atlas-Climat (Menschner) Một máy là ép trục quay thông thường gồm 1 bộ phận là bằng khuôn đúc có bề mặt mờ, xỉn được chế tạo giống như một trục lăn bằng kim loại có được kính chừng 400-700 mm và một máng tỳ gắn cố định bằng đồng thau bóng. Cả trục lăn và máng tỳ được gia nhiệt tới khoảng 120-135oC. Vải được ép giữa trục và máng tỳ (sao cho mặt phải của vải áp vào máng tỳ), tiếp theo được làm nguội nhanh không cưỡng bức ở bộ phận làm mát. Sau khi ép có thể tiến hành làm nguội và điều hòa vải bằng dòng không khí mát tuần hoàn qua vải nhờ hệ thống Máng tỳ 61 quạt gió. Trục lăn không được quá trơn nếu không vải có thể bị trượt. Bất lợi của loại máy này là vải chịu sức căng trong khi ép. Các thiết bị là ép trục quay đã được thay thế bởi máy ép băng tải. 2.16.3. Máy ép băng tải Vải được đặt áp vào trục kim loại nóng bằng một băng tải liên tục được phủ cao su dưới sức căng lớn (Hình 2.23). Có thể phun nước lên vải và gia nhiệt bằng hơi trước khi vải tiếp xúc với trục lăn nóng. Giống như trong thiết bị trục quay, nhiệt độ của trục lăn có thể cao tới 135oC. Sau khi ép vải được làm nguội thông thường bằng cách hút không khí xung quanh qua nó khi nó chuyển động quanh một tang trống hoặc ngang qua một băng tải lưới để làm mát. Các máy ép băng tải đôi khi được gắn liền với các máy định hình hơi liên tục như ở máy Contifit (menschner) được kết hợp thành thiết bị định hình xông hơi trục lăn đơn. Vải thường được là ép trước khi định hình hơi áp lực để đạt được sự giảm độ dày của vải nhiều hơn so với khi chỉ thực hiện quá trình định hình hơi áp lực. Nếu như hàm ẩm của vải sau khi xử lý trong thiết bị là ép trục quay hoặc máy là ép băng tải thấp hơn 14%, nên điều hòa vải để có thể đạt được các kết quả tối đa trong quá trình định hình hơi áp lực. Hình 2.23. Máy ép băng tải Contipress (m-tec) 62 2.17. Định hình hơi Định hình hơi còn được gọi là công nghệ xông hơi, xông hơi mở và chưng hơi. Trong quá trình này, vải được cuộn với lớp bọc bằng vải bông hoặc bông pha xơ tổng hợp, hơi bão hòa được ép qua cuộn vải trong 10 phút. Sau khi xông hơi vải len và vải bọc được làm nguội bằng cách hút không khí xung quanh qua các lớp vải trong cuộn. Tiếp theo vải thường được quấn vào trục, quay trở lại và được xông hơi lại cho một chu kỳ tiếp theo. Công đoạn này có tác dụng để ngăn chặn khuynh hướng hiệu ứng “đầu tấm” tức là sự biến đổi dần dần trong quá trình xử lý đầu này đến đầu kia của tấm vải (Hình 2.24.) Hình 2.24. Sơ đồ máy định hình hơi gián đoạn. Chưng hấp tạo cho vải độ định hình dính và được sử dụng để làm giảm độ dày và tăng độ bóng mượt bề mặt của vải. Phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt của vải bọc mà hiệu ứng bóng, mượt có thể đạt được trên vải len. Thông thường một mức nhỏ hiệu ứng định hình bền được đưa vào vải (nhỏ hơn 40% khi đo bằng phương pháp đo góc hồi nhàu) thậm chí với thời gian xông hơi kéo dài. Quá trình định hình hơi vải mộc có thể không ổn định vải một cách thỏa đáng trước khi nhuộm, nếu như chúng được dệt từ sợi có độ săn cao và có hệ số làm đầy thấp. Việc làm bẩn vải bọc kèm dùng trong định hình hơi vải mộc cần thiết phải giặt thường xuyên. 2.17.1. Định hình hơi liên tục Các máy định hình hơi liên tục hoạt động trên nguyên tắc tương tự với các máy định hình hơi gián đoạn, tạo cho vải phẳng, có tác dụng định hình dính và một phần định hình bền. Thông thường vải được phun nước để tăng hàm ẩm, sử 63 dụng thiết bị làm ẩm kiểu Weko, Muwa, Igrofast hoặc một thiết bị tương tự. Vải đã qua làm ẩm được bọc trong băng tải (thường là loại có thể cho nước thấm qua được) và chuyển quanh 2 thùng trụ đục lỗ, ở thùng đầu tiên hơi được dẫn qua vải sau ở thùng thứ 2 là dòng không khí làm mát (hình 2.25). Ở một số máy, thùng trụ chính được phân chia thành các vùng sao cho việc xông hơi và làm mát chân không có thể thực hiện trên một thùng trụ đơn (hình 2.26) Trong máy Superfinish (m-tec), hơi được tái sinh khi vải ướt được áp vào một thùng sấy nóng, sử dụng băng vải lót có thể thấm qua được. Ngày nay vấn đề định hình bền được trợ giúp về phương diện hóa học ngay trên thiết bị định hình đang được nghiên cứu nhưng ý tưởng này vẫn còn chưa được triển khai trong công nghiệp do các yêu cầu của loại băng tải bọc cần phải bền với hóa chất. Hình 2.25. Máy định hình liên tục 2 thùng 64 Hình 2.26. Máy chưng hấp liên tục một thùng 2.17.2. Định hình ướt Nếu vải được đưa vào máy định hình ở trạng thái ướt hơn so với độ ẩm môi trường xung quanh thì có thể nhận được kết quả định hình bền ở mức độ cao hơn. Mức độ định hình bền có thể đạt được tương đương với mức độ đạt được khi nấu hoặc nhuộm len ở máy nhuộm trục và có thể đạt tới 70% (đo bởi phương pháp đo góc hồi nhàu). Vải có thể bị ướt do đã qua một quá trình xử lý nào đó từ trước, như quá trình giặt hoặc có thể được ngấm ép bằng nước chứa lượng nhỏ tác nhân ngấm. Có thể cuộn vải với vải bọc hoặc không dùng vải bọc. Nếu như không dùng vải bọc, dễ gây lên những tác động không mong muốn đến độ ẩm. Khi sử dụng vải bọc cũng cần phải kiểm soát hàm ẩm của vải giữa mỗi công đoạn bằng cách dùng các thùng sấy. Sau khi xông hơi, hạ thấp nhiệt độ bằng không khí mát đi qua vải. Nếu bổ sung một tác nhân định hình hóa học vào dung dịch ngấm ép thì có thể rút ngắn được thời gian xử lý vì sự định hình bền xảy ra nhanh hơn. Một bất lợi của việc định hình có hóa chất trong quá trình định hình ướt là làm giảm tuổi thọ của vải bọc. Các loại vải được định hình hóa học có thể gặp phải một số vấn đề khi nhuộm vì tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm thường bị biến đổi và quá trình xử lý hóa học không đều có thể gây nên hiện tượng không đều màu khi nhuộm. 2.18. Định hình hơi áp lực Định hình hơi áp lực có thể nhận được các kết quả sau : - Độ dày của vải có thể giảm vĩnh viễn Vải 65 - Tăng độ bóng mượt bề mặt - Tăng độ mềm mại của vải - Có sự thay đổi ở kích thước hồi phục của vải - Thay đổi các đặc tính kích thước của vải Bước đầu tiên của quá trình định hình hơi áp lực là vải được cuộn thành cuộn cùng với vải bọc bằng bông hoặc bông pha xơ tổng hợp. Trước khi xông hơi, cần loại bỏ không khí sau đó cuộn vải được xông hơi áp lực ở nhiệt độ khoảng 105-130oC trong vòng 5 phút. Tiếp theo cuộn vải len cùng vải bọc được hạ nhiệt bằng cách hút không khí ở nhiệt độ môi trường qua các lớp vải trong cuộn. Mức độ định hình bền đạt được phụ thuộc vào pH của vải, thời gian xử lý, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của hơi, hàm ẩm của vải. các loại vải bọc khác nhau mang lại sự khác nhau về chất lượng của hoàn tất bề mặt vải. Độ co hồi phục và độ giãn nở ẩm của vải bị thay đổi, nhưng các tính chất này có thể được tăng cường hoặc giảm phụ thuộc từng điều kiện cụ thể. Bằng cách chọn các điều kiện, định hình hơi áp lực có thể được dùng để tạo ra các hiệu quả hoàn tất tương đương với hiệu quả đạt được trong công nghệ xông hơi len thô. Định hình hơi áp lực có thể sử dụng để ổn định vải trước khi nhuộm, nhưng quy trình gia công đắt vì nó liên quan đến công đoạn sấy bổ sung. Thông thường vải được giặt trước khi định hình hơi áp lực để tránh làm bẩn vải bọc. Nếu có sẵn máy giặt bằng dung môi, các vải bọc có thể được giặt và có thể lựa chọn để xông hơi vải mộc. Định hình hơi áp lực thường được sử dụng rất phổ biến trong các công đoạn cuối của quá trình hoàn tất. 2.18.1. Định hình hơi áp lực liên tục Các thiết bị định hình hơi áp lực đang được phát triển bởi một số hãng chế tạo máy, nhưng cho đến nay chúng không được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nói chung mức độ định hình bền đạt được chỉ ở mức trung bình. Hiệu quả hoàn tất không thể sánh bằng với các máy định hình gián đoạn. Máy Ekofast (Mather and Platt) (hình 2.27), vải được ép giữa 2 băng tải và chuyển động liên tục qua miệng dẫn đặc biệt vào trong nồi hấp, ở đó vải được gia nhiệt trong môi trường hơi nước bão hòa tới 140oC khoảng chừng 1 phút. 66 Một phần định hình bền được đưa vào vải ở mức khoảng 50% (đo bằng phương pháp đo góc nhàu). Máy Permafix (m-tex) (hình 2.28) sử dụng thiết bị định hình nấu và định hình hơi liên tục theo từng đợt nối tiếp nhau để thực hiện định hình bền. Hình 2.27. Lược đồ máy Ekofast (Mather and Platt) Hình 2.28. Máy Permafix (m-tex) 2.19. Quá trình hồi phục (Sponging) Quá trình spongging vải len một cách hoàn toàn hoặc từng phần là qúa trình hồi phục vải và giảm độ co hồi phục. spongging đã thay thế cho quá trình phòng co cơ học vải len mà trong đó vải được làm ẩm và được giữ ổn định trong vòng 1 hoặc 2 ngày. Quá trình spongging thường được thực hiện ở công đoạn cuối quy trình hoàn tất hoặc để chuẩn bị vải cho công đoạn may. Vải có thể được hồi phục qua quá trình cấp vải trên băng chuyền có đục lỗ hoặc vách điều 67 hòa gió ở đó được xông hơi, làm lạnh và sấy khô mà không có sức căng. Vì thế đôi khi nó còn được gọi là « phòng co hơi ». Những cải tiến gần đây trong thiết bị spongging bao gồm quá trình cấp bù vào băng chuyền và sử dụng tác động rung làm tăng khả năng hồi phục của vải. Hình 2.29.Máy spongging Shrinkomat SP (m-tec) có bộ phận xông hơi. Người ta nhận thấy quá trình xông hơi không cho hiệu quả nhiều trong việc hồi phục vải vì khả năng hàm ẩm của vải không cao. Trung bình là khoảng một nửa độ co hồi phục của vải bị mất đi trong quá trình hồi phục vải bằng xông hơi thông thường. Sự hồi phục vải có thể đạt được kết quả tốt hơn nếu hàm ẩm của vải cơ bản được cải thiện trước hoặc trong công đoạn xông hơi của quá trình. Đối với máy Juki (h.2.30), hàm ẩm có thể tăng thêm trong quá trình làm lạnh vải xuống -45oC với dung dịch Nitơ trước khi nó được xông hơi. Việc nâng nhiệt lên từ nhiệt độ -45oC là nguyên nhân làm ngưng tụ nhiều nước hơn trên vải so với trường hợp nếu nâng nhiệt lên từ nhiệt độ phòng. Sau công đoạn xông hơi, vải được gia nhiệt trên băng chuyền dạng lưới rung và sau đó chạy qua thùng sấy có lớp vải lót cách ly. Cuối cùng là công đoạn làm nguội vải trên bàn máy hút. Như một sự thay thế, trong máy spongging Biella Shrunk (hình 2.31.), hàm ẩm của vải được cải thiện bằng cách sử dụng thiết bị Igrofast, sau đó vải được xông hơi và làm nguội tự nhiên trong thiết bị Ecovap. Sau công đoạn spongging, vải len chải kỹ thường được định hình hơi trong thiết bị có đường kính lớn, để làm phẳng bề mặt vải. Cần tránh việc kéo căng vải trong suốt quá trình này hoặc độ co hồi phục ở mức cao không thể chấp nhận được có thể lặp lại, đặc biệt nếu tính kéo giãn của vải cao. 68 Hình 2.30. Sơ đồ máy spongging Juki Hình 2.31. Sơ đồ máy spongging Biella Shrunk. Công đoạn spongging và định hình hơi có thể kết hợp với nhau như trong hệ thống thiết bị Knitfit (m-tec) nó bao gồm một bộ phận xông hơi Shrinkomat kết hợp với thiết bị định hình hơi liên tục Contidec. 2.20. Xông hơi trên khung (Steam framing) Xông hơi trên khung là phương pháp thích hợp cho việc kiểm tra chính xác kích thước vải. Công đoạn này có thể sử dụng như một giải pháp thay thế với việc spongging. Vải được định hình dính ở những kích thước mới trong khi kích thước hồi phục của vải và độ giãn nở ẩm của nó là không đổi. Vải được đưa vào thiết bị trên một khung có đinh ghim tương tự như trong thiết bị Stenter. Điều này làm cho kích thước của vải được kiểm soát một cách chính xác. Sau khi đi qua bộ phận xông hơi ở áp suất thường, vải được sấy 69 khô và làm nguội trước khi dỡ khỏi khung đinh ghim và cuộn lại. Vaporama là một thiết bị hiện đại điển hình trên thị trường của hãng TMT. 2.21. Quá trình kiểm tra Việc kiểm tra không phải là một quá trình hoàn tất nhưng vải thường được kiểm tra xem xét ở 3 giai đoạn trong các quá trình của công đoạn hoàn tất. - Sau công đoạn dệt : Vải nộc được kiểm tra các lỗ thủng (lỗ rỗ kim), vết bẩn, lỗi dệt và lỗi sợi vì vậy có thể đánh dấu những khuyết tật và sửa chữa lại như mong muốn. Những vết bẩn nhỏ có thể loại bỏ bằng các tác nhân làm sạch (cục bộ). Một số điểm gút có thể được đẩy về mặt trái của vải. Việc sử dụng rộng rãi bộ phận nối tự động hiện đại trong kéo sợi, làm sạch sợi và vải dệt không thoi có tác dụng làm giảm đáng kể được các điểm gút trên vải. - Sau công đoạn hoàn tất ướt : vải được kiểm tra để tìm ra những vết sọc kéo dài và lỗi nhuộm đồng thời ánh màu cũng được kiểm tra bằng cách sử dụng thiết bị đo màu tự động. Một số loại vải có thể được gửi trả lại để nhuộm lại và những vết sọc kéo dài cần có biện pháp sửa chữa đặc biệt. - Khi vải đã hoàn tất : Được kiểm tra một lần nữa về kích thước và một số lỗi nào đó có thể bị phát sinh, tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng. Quá trình kiểm tra được thực hiện bằng mắt trên máy kiểm tra vải, thiết bị có bề mặt dốc mờ (cho ánh sáng đi qua), vải được kéo qua mặt phẳng đó một cách từ từ. Vải được chiếu sáng từ cả 2 phía để có thể nhận ra các lỗi. Thông tin về kiểu và tần suất lỗi thường được ghi lại để tìm ra và loại trừ những vấn đề trong quá trình gia công. Hệ thống video tự động cho việc phát hiện, ghi lại và tập hợp các lỗi lại ngày càng được phát triển mặc dù việc sử dụng chúng phần lớn vẫn chỉ là ở giai đoạn thử nghiệm. 70 Chương 3. VAI TRÒ CỦA ĐỊNH HÌNH HƠI ÁP LỰC TRONG QUÁ TRÌNH HOÀN TẤT Định hình hơi áp lực là một trong các quy trình hoàn tất nhằm định hình độ dày và kích thước của vải. Nó cũng làm tăng độ mượt mà bề mặt và làm thay đổi độ mềm mại của vải. Độ co hồi phục và độ giãn trương nở thường thay đổi phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động. Chương này cung cấp các thông tin tổng quát về quy trình định hình hơi áp lực, và mô tả các thông số của quy trình sẽ xác định kết quả cuối cùng như thế nào. Mục đích thiết kế chính là nhằm giúp cho người vận hành máy có thể điều chỉnh được các quy trình định hình hơi để mang lại những kết quả nhất quán và có thể dự báo được. Việc hiệu chỉnh các dạng riêng biệt của thiết bị định hình hơi áp lực không được đề cập vì có quá nhiều thiết bị khác nhau và các yêu cầu sản xuất công nghiệp. Các thông tin được giới thiệu trong dạng tổng quát có thể phù hợp với các điều kiện thiết bị và nhà xưởng đặc biệt. Người ta thường nghĩ rằng định hình hơi áp lực có thể được sử dụng để ổn định vải, nhưng không phải trường hợp nào cũng hoàn toàn là như vậy. Trong thực tế độ co hồi phục thường giảm trong suốt quá trình định hình. Dù sao dưới điều kiện hoạt động hiệu quả, một lượng xác định của định hình bền sẽ được hình thành, độ co hồi phục sau quá trình không liên quan trực tiếp đến độ co hồi phục ban đầu. Thay vào đó độ co hồi phục lại có liên hệ với đặc tính trương nở của vải sau khi xử lý và ở điều kiện làm mát vải hay điều hòa lại cho vải. Độ giãn trương nở của vật liệu không qua xử lý định hình bền (như vải dệt từ sợi nhuộm và vải không qua định hình nấu) thường tăng sau quá trình định hình hơi áp lực. Đối với các loại vải đã được định hình bền (định hình nấu hoặc nhuộm), độ giãn trương nở có thể tăng hoặc giảm, phụ thuộc vào sự thay đổi kích thước phục hồi của vải đạt được sau quá trình định hình hơi áp lực. Các cơ chế bao gồm mối liên hệ giữa mức độ định hình trong quá trình định hình hơi áp lực với độ co phục hồi và độ giãn trương nở được trình bày chi tiết trong chương 1. 3.1. Mô tả chung về quy trình Cuốn sách đầu tiên đề cập đến quy trình định hình hơi áp lực như một dạng của công nghệ xông hơi là: “Hoàn tất vải: Vải len chải thô và vải len chải kỹ” được xuất bản năm 1927. 71 Trong quá trình định hình hơi áp lực, vải len được cuộn cùng với vải bọc kèm trên một thùng trụ có khoan lỗ và được xử lý trong nồi hấp (bình áp suất) cùng với hơi nước dưới áp suất lớn hơn áp suất khí quyển. Thiết bị định hình hơi áp lực mặc dù có rất nhiều kiểu thiết kế khác nhau nhưng các bộ phận cơ bản nhất đều bao gồm: 1. Bộ phận chuẩn bị vải, vải bọc và tở cuộn ra sau khi định hình hơi. 2. Hệ thống dịch chuyển để đưa cuộn vải vào và ra khỏi nồi hấp. 3. Nồi hấp với các vách được đốt nóng, tốt nhất là được nối với bơm chân không. 4. Bộ phận làm mát vải sau khi xử lý. Ở một số loại máy không có hệ thống dịch chuyển và mọi thao tác được thực hiện bằng một trục cuốn được đặt cố định bên trong nồi hấp. Vải len và vải bọc được đưa vào nồi hấp, hơi nước sẽ thấm vào mọi lớp của cuộn vải len và vải bọc. Hơi nước thường được thay đổi chiều tuần hoàn từ ngoài vào trong và từ trong ra ngoài. Trước khi vải được xông hơi áp lực, không khí ở trong nồi hấp và ở trong cuộn vải/ vải bọc được hút hết ra và thay vào đó là hơi nước. Hơi nước với một áp suất đủ lớn được đưa vào cuộn vải. Có thể sử dụng bơm chân không để hút không khí ra khỏi nồi hấp trước khi đưa hơi nước vào với một áp suất nhỏ hơn. Công việc này là bắt buộc để đảm bảo nhiệt độ bên trong nồi hấp đạt được tới giá trị cần thiết. (Ở mức áp suất 200 kPa, với 20% không khí trong hơi nước bão hòa nhiệt độ có thể giảm đi 7oC). Sau khi làm sạch khí, áp suất hơi nước cấp nhanh cho đến mức cần thiết và duy trì mức đó trong một thời gian, thường là dưới 5 phút. Sau đó xả áp suất bằng cách mở van thông hơi của nồi hấp. Cuộn vải len/ vải bọc được lấy ra khỏi nồi hấp và thường được tở ra khi còn ấm. Một số trường hợp, vải được để nguội trước khi tở ra bằng cách hút không khí nguội bên ngoài vào trong buồng hấp hoặc trong khi tở vải sẽ được làm nguội bằng không khí xung quanh. Vải bọc có thể chạy qua trục sấy đã được đốt nóng bằng hơi trước để làm khô đều trước khi nó được cuốn lại, chuẩn bị cho lần sau. Vải bọc có nhiều loại khác nhau về thành phần, độ dày, mật độ sợi của vải. Trước đây loại vải bọc phổ biến nhất là dùng vải bông dệt thoi có trọng lượng nặng. Hiện nay loại phổ biến là dùng vải được dệt từ sợi tổng hợp dọc lõi philament bọc bông bên ngoài. Có hai loại vải bọc chính được dùng để tạo ra 72 các hiệu ứng bề mặt khác nhau trên vải xử lý: Vải bọc sa tanh trơn và ít bị nén tạo ra bề mặt bóng láng. Vải bọc Molleton mềm hơn và thường được dệt tuyết, vì vậy loại này cho kết quả xốp hơn và kém bóng hơn. Khối lượng vải bọc có thể bằng 2-3 lần khối lượng của len trong mỗi cuộn. Trong toàn bộ quá trình định hình hơi, vải được định hình dính và định hình bền. Mức độ định hình bền phụ thuộc yếu tố nhiệt độ (trên 100oC), thời gian xử lý, độ ẩm và độ pH của vải. Những giới hạn nhiệt độ, thời gian và độ pH được xác định để tránh cho vải len bị vàng và có những hư hỏng. Hình 3.1. mô tả mối liên quan giữa hàm ẩm ban đầu, nhiệt độ chưng hơi với mức định hình bền của một số loại vải cụ thể. Hình 3.1. Mức định hình bền và các phương án công nghệ. 3.2. Những phát triển về thiết bị trong những năm gần đây Quá trình định hình hơi áp lực ban đầu chỉ là gián đoạn. Những tiến bộ và cải tiến đối với máy định hình áp lực chủ yếu nhằm cải thiện 3 mặt của quá trình: - Tăng năng suất; - Giảm độ không đồng đều trong cùng một mẻ; - Giảm độ không đồng đều giữa các mẻ; Năng suất được nâng cao bằng cách tăng kích thước của nồi hấp. Các máy hiện nay có thể xử lý hơn 800 mét vải, công suất 10-30 mét/ phút. Việc sử dụng “carousels” để cùng lúc cuộn và tở các cuộn và trạm chuẩn bị vải đồng thời cho cùng một nồi hấp (Moers Vapomat) cũng làm tăng năng suất máy. Đường kính của thùng có lỗ đục rỗng nơi mà vải len và vải bọc được cuộn lại không ngừng được tăng lên. Việc tăng đường kính thùng đục lỗ làm cho chỉ 73 có rất ít lớp vải trong một cuộn xử lý, điều này không những giảm sự khác nhau giữa áp suất sau đó tác động lên các lớp vải bên trong và các lớp vải bên ngoài, mà còn giảm cả thời gian hơi nước ngấm vào các cuộn vải. Do đó sự khác nhau giữa các cuộn vải sau khi được xử lý cũng giảm đi. Cải thiện việc kiểm soát độ căng của vải bọc, làm tăng sự ổn định của áp lực cơ học tác động lên vải. Để giảm thiểu tác động của lực nén lên vải tại phần giữa cuộn, độ căng của vải bọc được giảm dần khi đánh cuộn vải to dần. Thiết kế vải bọc cũng liên tục được cải tiến để tăng thời gian sử dụng của nó và đáp ứng được các yêu cầu về định hình hơi áp lực của các loại vải len nhẹ. Điều quan trọng là giảm được độ xốp bề mặt của vải bọc để tránh những tác động xấu lên các loại vải nhẹ. Kỹ thuật tự động và điều khiển luôn được cải tiến để đảm bảo sự ổn định của máy. Những tiến bộ này thường được giới hạn ở các thông số máy như thời gian thanh lọc, nhiệt độ thanh lọc, áp suất hơi, nhiệt độ hơi nước, độ căng của vải bọc, thời gian xử lý và làm lạnh sau xử lý. Tuy nhiên đối với các xử lý lý tưởng, độ pH của vải và hàm ẩm của vải và của vải bọc luôn luôn được kiểm soát. Các cải tiến tiếp theo đối với quá trình định hình hơi áp lực gián đoạn là việc kiểm soát các thông số của quá trình, đặc biệt là hàm ẩm của vải len và vải bọc. Việc hoàn toàn loại bỏ sự khác nhau giữa các lô hàng sau xử lý có thể sẽ không đạt được khi việc định hình hơi áp lực vẫn còn sử dụng quy trình gián đoạn. Tiến bộ cuối cùng trong việc định hình hơi áp lực là loại máy hiệu quả, đa năng và hoạt động liên tục. Điều này sẽ giảm rất nhiều các vấn đề đã nói ở trên có liên quan đến quá trình gián đoạn. máy định hình hơi Ekofast (Mather and Platt) (hình 2.26) là chiêc máy liên tục đầu tiên trong thương mại có được những khía cạnh trên của máy định hình hơi áp lực. Từ đó đến nay các hãng sản xuất luôn sáng chế ra các mẫu máy liên tục mới. Tuy nhiên các loại máy này không được sản xuất hàng loạt. 3.3. Quá trình thanh lọc Trong quá trình thanh lọc, hơi nước sẽ thấm vào cuộn vải như một sự đổi chỗ ở mặt trước. Sự ngưng tụ hơi xảy ra ở mặt trước và nhiệt độ của vải sẽ tăng 74 nhanh. Không khí sẽ được thay bằng hơi nước. Hơi nước ngưng tụ làm tăng hàm ẩm của vải tạo điều kiện thuận lợi cho việc định hình bền của vải len. Lượng hơi bão hòa cần ngưng tụ để tăng nhiệt độ của vật liệu bất kỳ lên 100oC có thể được tính toán bằng công thức: M = (M x SH x t) / LHv Trong đó: M là khối lượng vật liệu cần làm nóng SH là độ chịu nhiệt của vật liệu t là mức tăng nhiệt độ LHv là ẩn nhiệt cảu nước khi bốc hơi Ở 100oC, LHv là 2257 kJ/kg/oC. Giá trị nhiệt dung riêng của len và vải bông ở hàm ẩm khi chuyển đổi từ khô sang hơi bão hòa được nêu trong tài liệu chuyên ngành « The Wira Textile Data Book ». Khi một số vật liệu được gia nhiệt cùng với nhau, thì lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của hỗn hợp là tổng lượng nhiệt cần cho mỗi thành phần trong đó. Đối với vải bọc và vải được điều hòa ban đầu ở 20oC, độ ẩm 65%, khoảng 6% khối lượng nước sẽ ngưng tụ trên mặt vải và vải bọc để tăng nhiệt độ lên 100oC. Nếu sử dụng bơm chân không để hút hầu hết khí ở trong ra trước khi cho hơi nước vào thì có thể sử dụng áp suất hơi nước ở mức thấp hơn. Ưu điểm trong cách làm này là mức định định hình bền sẽ ít hơn trong thời gian thanh lọc. Nếu sử dụng áp suất hơi nước cao thì việc định hình bền ở vật liệu sẽ diễn ra trước khi hơi nước thấm hết vào cuộn vải. Điều này dẫn đến việc xử lý không đồng đều. Thời gian để hơi nước thấm vào toàn bộ cuộn vải và vải bọc là hơn 5 phút, phụ thuộc vào kích thước, độ xốp của cuộn vải và áp suất hơi. Tác dụng quan trọng của việc thanh lọc là rút hết không khí ra khỏi len. Oxy trong không khí có thể phản ứng với len gây ố vàng và giảm tác dụng định hình bền. Hơn nữa một số màu nhuộm không bền vững khi bị oxy háo và màu nhuộm sẽ bị ảnh hưởng ít nhiều. 3.4. Ảnh hưởng của hàm ẩm ban đầu của len Khi hơi nước phía trước đến được với một lớp vải nào đó và ngưng tụ, nước đã ngưng tụ có sẵn để cho các xơ của vải và vải bọc hấp thụ. Vải và vải bọc hấp thụ nước và giải phóng năng lượng, đó là « nhiệt hấp thụ ». Năng lượng này phát ra khi nước được hấp thụ hóa học bởi một vật liệu ưa nước bất kỳ nào. 75 Trong trường hợp này nhiệt độ của vải và vải bọc có thể cao hơn nhiệt độ hơi nước. Lượng nhiệt mà 1 đơn vị khối lượng len giải phóng phụ thuộc vào hàm ẩm ban đầu và cuối cùng của len và vải bọc, và lượng nhiệt đó sẽ lớn nhất khi hàm ẩm nhỏ nhất, ở độ ẩm bất kỳ, hàm ẩm của vải bông bằng khoảng 1/3 so với len và lượng nhiệt khi hấp thụ nước bằng khoảng 1/5 của len. Người ta đã phát hiện ra rằng việc định hình hơi áp lực đối với vải len chưa được điều hòa thích hợp sẽ dẫn đến ố vàng và mức định hình bền thấp hơn do nhiệt độ của cuộn vải sẽ cao hơn nhiệt độ của hơi nước rất nhiều. Hình 3.3 cho thấy nhiệt độ trong chu kỳ định hình hơi áp lực trong điều kiện hàm ẩm ban đầu của vải len là khoảng 4%. Nhiệt độ bên ngoài cuộn vải là đường 1, nhiệt độ của cuộn vải ở gần bền mặt là đường 2 và nhiệt độ ở trung tâm cuộn vải là đường 3. Hướng của dòng hơi nước là từ ngoài vào trong. Nhiệt độ hơi nước là 130oC, nhiệt độ bên trong cuộn vải cao hơn nhiệt độ hơi nước khoảng 10oC. Hình 3.3. Nhiệt độ ở các vị trí khác nhau trong máy trong quá trình định hình hơi áp lực Các phép đo cũng chỉ ra rằng độ chênh lệch nhiệt độ khi hơi nước chuyển động vào bên trong cuộn vải có thể làm cho việc định hình hơi áp lực không được đều khắp. Sự chênh lệch nhiệt độ này dẫn đến sự không đồng đều trong xử lý vải. Trên thực tế vải trước khi định hình hơi áp lực có thể chỉ ở mức hàm ẩm thấp. Các quy trình được thực hiện trước khi định hình hơi áp lực bao gồm sấy ở máy văng và là ép quay (rotary pressing). Ngay sau quá trình này, vải có được 76 hàm ẩm khoảng 2-8%. Khoảng giá trị này không phải là giá trị tối ưu cho quá trình định hình hơi áp lực. Có thể vải sẽ tăng đáng kể hàm ẩm của nó khi nó ở khu vực hoàn toàn rất khô. Không khí ở trong xưởng làm việc thường có độ ẩm cũng không cao và nó không thể cung cấp một lượng đáng kể ẩm cho vải len. Sự điều hòa ẩm, khi vải được xếp thành lớp hoặc được cuộn lại rất chậm và có thể kéo dài nhiều tuần. Một quá trình điều hòa để tăng hàm ẩm của vải lên ít nhất 15-20% có thể đạt được khi sự định hình bền hiệu quả đạt được. Các phương pháp điều hòa vải được thảo luận trong phần 1.13. 3.5. Tác dụng của vải lót Các loại vải lót khác nhau về độ dày, mật độ sợi, kiểu dệt, thành phần sợi, có những tác dụng khác nhau đối với quá trình. Tuy nhiên đối với một loại vải lót nhất định, sự khác nhau chủ yếu là ở độ căng vải lót, nhiệt độ và hàm ẩm. 3.5.1. Thành phần của vải lót Ẩm ngưng tụ trong cuộn vải trong quá trình gia nhiệt có thể vượt quá khả năng hấp thụ của vải lót. Phần nước đã ngưng tụ quá mức có thể ở dạng nước tự do trong vải lót hoặc có thể được vải len hấp thụ. Việc di chuyển của nước từ vải lót vào vải len sẽ làm tăng hàm ẩm của vải len. Việc hấp thụ nước dư này dẫn đến việc tăng nhiệt độ của vải do sự hấp thụ này tiếp tục phát sinh nhiệt. Hình 3.4 chỉ ra sự thay đổi hàm ẩm có khả năng xảy ra khi vải ban đầu có hàm ẩm thấp được xông hơi với vải bọc làm từ sợi bông, polyester hoặc nylon. Hình 3.4. Sự thay đổi hàm ẩm của vải len trong quá trình định hình hơi áp lực với các loại vải bọc khác nhau đã được điều hòa với độ ẩm 14% Hàm ẩm sẽ tăng ít hơn khi vải bọc được làm từ vải bông và tăng cao hơn khi vải bọc được làm từ Polyester hoặc nylon. Sự khác nhau đó là do sợi bông, Thời gian xông hơi (giây) 77 sợi polyester và sợi nylon có khả năng hấp thụ hơi ẩm khác nhau, và vì thế khả năng truyền hơi ẩm sang vải len của chúng cũng khác nhau. 3.5.2. Độ căng của vải bọc Cần phải kiểm soát kỹ độ căng của vải bọc. Vải phải được kéo với một áp lực hợp lý để tạo ra được sự thay đổi trên cấu kết bề mặt xốp và độ dày mong muốn. Đôi khi áp lực của vải lót làm giảm độ dày của vải cho tới khi đạt độ dày yêu cầu. Nói chung với vải lót dệt kiểu satanh , độ bóng của vải sẽ tăng khi tăng độ căng. Người ta thường sử dụng một áp lực liên tục lên vải để làm giảm độ dày của vải trước khi định hình hơi áp lực, và trong trường hợp này độ căng của vải lót phải đạt được đủ lớn để có được những hiệu quả làm phẳng đặc biệt. Hình 3.5 cho thấy mặt cắt ngang của vải trước và sau khi định hình hơi áp lực. Hình vẽ minh họa cả độ mượt và độ dày của vải Hình 3.5. Mặt cắt ngang của vải len trước (trên) và sau (dưới) định hình hơi áp lực. Nếu sức căng của vải bọc quá lớn, các cuộn vải sẽ chặt quá gây ra những tác dụng không mong muốn Sức căng của vải bọc cao làm giảm khả năng thấm hơi và sự khác nhau nhiều về áp lực dọc cuộn vải khi thanh lọc. Điều này có nghĩa là áp lực và nhiệt độ bên trong cuộn vải có thể lớn đến mức tạo ra những định hình bền trước khi cuộn vải được gia nhiệt đúng quy định. Trong những trường hợp như vậy không thể có được sự đồng đều trong định hình bền của toàn bộ cuộn vải, cho dù hơi nước có được thổi vào theo các hướng khác nhau. Việc thanh lọc bằng bơm chân không có thể làm giảm áp lực hơi nước, và do đó làm giảm những định hình bền không mong muốn ở giai đoạn này của quá 78 trình. Một số trường hợp dạng lỗi vết vân sóng là một hậu quả không mong muốn khác có thể xảy ra đối với những cuộn vải quá chặt. Để tránh hư hỏng cho vải lót người ta đặt ra những giới hạn đối với độ căng của vải lót. Triệu chứng của vải lót đã bị hỏng là những vết nhăn được định hình bền tăng lên hoặc hướng của sợi ngang không thẳng. Do đó quá trình định hình hơi áp lực phải kết hợp hài hòa tất cả các yếu tố trên mới đạt được kết quả mong muốn. 3.5.3. Nhiệt độ của vải bọc Khi vải bọc được sử dụng liên tục với chu trình cuốn, xông hơi và tở vải, vải lót có xu hướng dần dần tăng hàm ẩm. Ở một số máy, các trục sấy được dùng để làm cho vải lót không bị bão hòa nước. Khi cuộn vải được hình thành với vải lót ấm (do được gia nhiệt từ chu trình định hình trước đó), vải lót sẽ làm nóng vải len và nhiệt độ lên khoảng 60-70oC trước khi vải được đưa vào nồi hấp. Kết quả là sẽ có ít hơi nước ngưng đọng trên vải ấm để vải đạt được nhiệt độ 100oC hơn những vải ở nhiệt độ bình thường trong xưởng. Tương ứng khoảng 3% nước sẽ cần cho vải ở nhiệt độ 60oC lên 100oC và khoảng 6% cho vải ở nhiệt độ 20oC lên 100oC. Do đó hàm ẩm của vải sẽ tăng lên rất ít khi nhiệt độ của vải lót tăng. 3.6. Xông hơi có áp suất Nhiệt độ hơi trong máy định hình hơi thường được điều chỉnh bằng sự thay đổi áp suất của nó. Hơi nước thường được cung cấp cho thiết bị dưới áp suất trong khoảng từ 700 kPa dến 900 kPa. Để có kết quả phù hợp thì nhiệt độ, áp suất hơi và độ ẩm tương đối phải không thay đổi. Yêu cầu cần thiết là hơi tiếp xúc với vải phải là hơi bão hòa. 79 Hình 3.6 chỉ ra mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ của hơi bão hòa Hơi nước bão hòa là sự cân bằng nhiệt động với nước nhưng có mặt rất ít nước tự do. Hơi nước bão hòa sẽ được xem xét như sự làm ướt nếu một số lượng đáng kể nước tự do tồn tại trong hơi nước dưới dạng các giọt nước nhỏ hoặc ở dạng sương mù nhẹ. Nếu nhiệt độ của hơi nước cao hơn nhiệt độ của hơi nước bão hòa ở cùng một áp suất (nghĩa là độ ẩm tương đối của nó nhỏ hơn 100%) thì hơi nước sẽ bị quá nhiệt và không chứa nước tự do. Sự quá nhiệt xuất hiện khi hơi nước bị mất áp suất nhưng không mất nhiệt. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng quá nhiệt là do sự giảm áp suất được cung cấp vào bên trong bình cao áp. Nếu hơi nước bão hòa không chứa nước ở 900 kPa và 180oC bị giảm xuống 200 kPa, hơi nước quá nhiệt ở 154oC và độ ẩm tương đối 54% sẽ được tạo ra. Nhiệt độ của hơi nước bão hòa có áp suất 200 kPa là 130oC. Không chỉ có nhiệt độ của hơi nước ở áp suất đã cho cao hơn mong đợi, mà cả hàm ẩm của vải len trong quá trình định hình cũng thấp hơn mức mong muốn. Nếu hơi nước quá nhiệt đến tiếp xúc với nước thì nó sẽ làm nước bị bay hơi cho đến khi nhiệt độ của các giọt hơi nước bằng nhiệt độ bão hòa (hoặc đến khi tất cả nước đã bị bay hơi hết). Hàm ẩm cân bằng của len khi tiếp xúc với hơi nước ở bất cứ độ ẩm tương đối nào cũng chỉ thấp hơn một chút so với tương quan ở 20oC (hình 3.1). Ba nhân tố bảo đảm hơi nước khi tiếp xúc với vải len là hơi bão hòa : 1. Hơi áp suất cao khoảng 700 kPa đến 900 kPa thì thường là hơi ướt. Nếu hơi nước chứa khoảng 4,5% ẩm thì sự bão hòa sẽ được duy trì khi áp suất giảm xuống bằng áp suất khí quyển. Trong các nhà máy dệt, hơi nước thường là hơi ướt, đặc biệt là khi nó được dẫn qua một khoảng cách đáng kể từ nồi hơi, ngay cả khi ống dẫn được cách nhiệt rất tốt và có bộ phận tách nước phù hợp. 2. Hơi nước quá nhiệt có áp suất cao có thể trở thành bão hòa nếu như trong một số thiết bị nó được dẫn qua lớp vỏ bên ngoài bình cao áp của máy định hình trước khi được đưa qua bình. Sự ngưng tụ nước trên lớp vỏ ngoài do sự mất nhiệt từ máy định hình có thể cung cấp nước tự do để bão hòa hơi nước. Hiệu quả của cách giải quyết này còn phụ thuộc vào thiết kế của máy, nhiệt độ xung quanh và điều kiện trước khi đốt nóng. 3. Việc thêm vào các lớp vải bọc không thấm nước ở bên ngoài cuộn vải có thể giúp bão hòa hơi nước không quá khô. Nước tự do ngưng tụ trên các 80 phần này của lớp vải lót được đốt nóng để có thể làm hơi nước đi qua trở thành hơi bão hòa. 3.7. Làm nguội Hình 6.3 cho thấy sự giảm nhiệt độ xảy ra khi áp suất hơi được giải phóng, trước khi cuộn vải được đưa ra khỏi nồi hấp. Trên thực tế, nhiều lượng nước ngưng tụ lại trên vải để làm nóng nó có thể bị mất đi trong quá trình làm mát. Trong thực tế, hàm ẩm của vải có thể cao hơn 1% đến 2% so với khi bắt đầu chu trình, bởi vì một lượng nhiệt đã bị mất đi do sự dẫn nhiệt, sự bức xạ nhiệt cũng như sự bay hơi trong quá trình làm mát. Nếu vải được tở khỏi cuộn khi nó vẫn còn nóng, thì định hình dính có thể sẽ không xảy ra khi làm mát. Cách này đã được một số nhà hoàn tất sử dụng để giảm độ bóng định hình dính sau quy trình định hình hơi áp lực. Độ co hồi phục có thể giảm nếu vải được tháo ra và làm mát không kéo căng. Mặt khác độ co hồi phục cũng có thể tăng một cách không kiểm soát được do sự kéo giãn không cố ý của vải khi làm mát. 3.8. Ảnh hưởng của độ pH của vải Mức độ định hình bền hình thành trong vải tăng theo độ pH, như được chỉ rõ trong hình 3.7. Hình 3.7. Ảnh hưởng pH của vải đến mức độ định hình bền Mức độ lớn nhất của định hình bền thu được ở khoảng độ pH 6. Độ pH cao hơn không đáng mong đợi vì rất có khả năng gây nên hư hại cho vải len. 81 Cần chú ý rằng vải được nhuộm bằng thuốc nhuộm phức kim loại 1:1 và thuốc nhuộm axit thường sẽ có độ pH thấp và rất khó định hình. Trong trường hợp này rất cần thiết phải điều chỉnh độ pH của vải lên mức cao hơn sau khi nhuộm. 3.9. Cảm giác sờ tay của vải Một kết quả quan trọng khác của quá trình hấp áp lực là làm thay đổi độ mềm mại của vải. Sự giảm độ cứng uốn và cắt có thể quan sát được, nhưng sự tác động của các thay đổi này đối với sự cảm giác chủ quan lại rất phức tạp, do có sự thay đổi đồng thời của độ mượt bề mặt và độ dày của vải. Các nghiên cứu trong lĩnh vực này vẫn đang tiếp tục được thực hiện. 3.10. Điều kiện xử lý và sự vàng hóa vải Yêu cầu đối với định hình bền phải cân bằng đối với việc vàng hóa vải len thường xảy ra khi nhiệt độ tăng cao. Nhiệt độ của vải ảnh hưởng nhiều hơn nhiệt độ hơi nước vì nó có liên quan đến sự vàng hóa của vải. Người ta biết rằng sự vàng hóa của vải trong quá trình định hình hơi áp lực sẽ tăng khi nhiệt độ chưng hơi tăng. Sự vàng hóa có thể bị ảnh hưởng bởi hàm ẩm ban đầu của vải. Đối với vải có hàm ẩm nhỏ, nhiệt độ của vải có thể cao hơn nhiều so với nhiệt độ của hơi nước bởi nhiệt tỏa ra sẽ được len hấp thụ khi len có hàm ẩm thấp. Vì vậy vải có hàm ẩm thấp sẽ bị vàng hơn so với vải có hàm ẩm cao. Vì lý do đó, để đạt được mức độ đề ra của định hình bền với độ hóa vàng nhỏ nhất, quá trình định hình hơi áp lực phải được thực hiện ở nhiệt độ thấp nhất và hàm ẩm thấp nhất có thể được. 3.11. Tóm tắt Các thiết bị và phương pháp sử dụng trong quá trình định hình hơi áp lực đã được mô tả. Các thông số hoạt động được thảo luận liên quan đến ảnh hưởng của nó đối với mức độ định hình bền đạt được và các thay đổi khác về tính chất và ngoại quan của vải len. Để đạt được những kết quả tốt nhất, các điều kiện của quá trình phải được tối ưu hóa theo các tiêu chí dưới đây. Tuy vậy, tất cả các nhân tố này cần phải được xem xét trong mối quan hệ với điều kiện tác động lẫn nhau, gây nên ảnh hưởng với các tính chất của vải. Vải Hàm ẩm nhỏ nhất là 14% 82 Nhiệt độ ban đầu không quá cao (càng gần với nhiệt độ xung quanh càng tốt) Độ pH cao đến mức có thể (nếu được thì không nhỏ hơn 4,5) Thanh lọc Càng nhanh và sạch càng tốt, thích hợp hơn nếu có sự trợ giúp chân không. Nhiệt độ (áp suất hơi) càng thấp càng tốt. Hấp hơi Nên là hơi bão hòa. Trong quá trình là ép, nhiệt độ thấp với thời gian dài thì thích hợp hơn là nhiệt độ cao trong thời gian ngắn. Làm mát Nhiệt độ của vải càng gần với nhiệt độ xung quanh càng tốt. Độ bóng sẽ giảm nếu vải được tở ra ở nhiệt độ ấm, độ co phục hồi có thể giảm khi vải được tở ra và làm mát mà không bị kéo căng, hoặc cũng có thể tăng nếu độ căng xuất hiện. MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HOÀN TẤT ĐIỂN HÌNH Những trình tự hoàn tất sau đây đã được sử dụng để sản xuất một vài loại vải riêng biệt. Chúng minh họa các kiểu quá trình có thể được sử dụng, nhưng chỉ nhằm mục đích hướng dẫn vì có sự thay đổi đáng kể giữa việc thực hiện và tính hiệu quả của máy móc cụ thể và các quá trình. Các loại vải len thường gặp: VẢI NHUNG Giặt 2 bể (máy giặt tốc độ cao) Cacbon hóa Khâu biên tạo ống Trung hòa } Cán mịn trong xà phòng } trong máy giặt /cán kết hợp Giũ } Nhuộm Sấy văng với 15% cấp bù và dư khổ 4% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất 83 Cào lông với 2 lần đi qua Xén 2 lần Cào lông với 2 lần đi qua Xén 2 lần hoặc nhiều hơn khi cần thiết để tạo ra độ « lông mịn » theo yêu cầu Xông hơi và cuộn CÁC LOẠI VẢI TRÁNG PHỦ DÙNG CHO THỂ THAO BẰNG LEN Giặt 2 bể Cacbon hóa Cán mịn trong môi trường axit Làm nguội và giũ trong nước lạnh Trung hòa trong máy giặt Sấy văng với 8% cấp bù và dư khổ 2,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Cào lông nhẹ Cào lông và xén Xông hơi Định hình hơi bán liên tục. VẢI DỆT VÂN ĐIỂM (NHUỘM Ở DẠNG NGUYÊN LIỆU RỜI) Giặt 2 bể (máy giặt tốc độ cao) Cacbon hóa Cán nhẹ trong môi trường axit Giặt sạch và trung hòa trong máy giặt Sấy văng với 5% cấp bù và dư khổ 2,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Xén 1 lần ở mặt trái và 2 lần ở mặt phải Định hình hơi liên tục. VẢI FLANNEL (NHUỘM Ở DẠNG XƠ RỜI) Giặt 2 bể (máy giặt tốc độ cao) Cacbon hóa Cán trong môi trường axit Giặt sạch và trung hòa trong máy giặt Sấy văng với 5% cấp bù và dư khổ 2,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Cào lông và xén Xông hơi Định hình hơi liên tục. 84 VẢI DỆT VÂN ĐIỂM (Ở DẠNG VẢI NHUỘM) Giặt 2 bể (máy giặt tốc độ cao) Cacbon hóa Cán nhẹ trong môi trường axit Nhuộm Giặt sạch và trung hòa trong máy giặt Sấy văng với 5% cấp bù và dư khổ 2,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Xén 1 lần ở mặt trái và 2 lần ở mặt phải Định hình hơi liên tục. VẢI MELTON Giặt Cào lông ẩm Cán ở tốc độ thấp và quay trở lại vải sau một nửa thời gian Cán trong xà phòng, làm co tới 25% khổ rộng và 12-15% chiều dài Giặt sạch Sấy văng khô dư khổ so với khổ sau hoàn tất Chải Điều hòa Xén Là ép trong thiết bị là ép trục quay Xông hơi (Blow) CÁC LOẠI VẢI LEN CHẢI KỸ CHÉO 2/2, NHUỘM CÚI Giặt 2 bể (máy giặt tốc độ cao) Cacbon hóa Cán trong môi trường axit trong thiết bị trục lăn tandem Giặt sạch ở dạng mở khổ ; 0,25 g/l chất hoạt động bề mặt không ion trong 20 phút ở 60oC Giũ trong nước nóng 50-60oC trong 1 giờ Sấy văng với 2-3% cấp bù và dư khổ 1,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Xén 1 lần ở mặt trái và 2 lần ở mặt phải Định hình xông hơi áp lực. CRÊP CHẢI KỸ 85 Nấu hoặc hồi phục trong thiết bị giặt mở khổ Làm sạch cục bộ Giặt (trong máy giặt kiểu đập, Winch hoặc máy nhuộm tràn) Nhuộm Sấy văng với 2-3% cấp bù và dư khổ 1,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Máy kiểm tra vải Xén 1 lần ở mặt trái và 2 lần ở mặt phải Máy kiểm tra vải Là ép trong thiết bị trục quay Định hình xông hơi áp lực. VẢI MAY ÂU PHỤC KIỂU FANCY (VẢI DỆT THOI MÀU) Giặt (trong máy giặt kiểu đập với vách ngăn), để tạo quá trình cán nhẹ Sấy văng Xén Máy kiểm tra vải Định hình xông hơi bán liên tục VẢI CHÉO CAVALRY (330 g/m2) Nấu (định hình) Khâu biên tạo ống Giặt/cán Nhuộm Sấy văng với 2-3% cấp bù và dư khổ 1,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Xén 1 lần ở mặt trái và 2 lần ở mặt phải Định hình hơi áp lực. VẢI VENETIAN 530 g/m2) Làm sạch cục bộ Khâu biên tạo ống Giặt/cán Nhuộm Sấy văng với 2-3% cấp bù và dư khổ 1,5% so với khổ yêu cầu sau hoàn tất Xén Định hình hơi bán liên tục. 86 Tài liệu tham khảo - Finishing and Wool Fabric Properties., CSIRO Wool Technology, Australia. - Technology of Textile Finishing. Sevak Publications, Mumbai, 1999. M. Bona, Statistical methods for the Textile Industry, TEXILIA - Biella, Italy, 1993.