Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm vải từ sợi chuối

Nắm bắt được các đặc tính tiêu dùng này, nhóm nghiên cứu đã có ý tưởng nghiên cứu công nghệ dệt và hoàn tất vải từ sợi chuối.. Trong hội nghị cấp cao các nước Asian, tổ chức ở Philipin,

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT 2010

1/ Cơ quan chủ trì:

Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp HCM

2/ Tên đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm vải từ sợi chuối”

Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 095.10RD/HD-KHCN ký ngày 25 tháng 02 năm 2010 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS Phạm Thị Mỹ Giang

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:

Nguyễn Anh Kiệt ThS Dệt May Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư sợi –dệt

5/ TP Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010

LỜI NÓI ĐẦU

Từ ngàn xưa con người đã quan tâm đến việc làm đẹp cho chính mình Tùy theo từng thời kỳ phát triển khác nhau mà các vật dụng làm đẹp phục vụ cho con người cũng rất đa dạng, phong phú; vật trang sức có thể chỉ là một mảnh xương, chiếc lá, hòn đá, cao cấp hơn là các món bằng đồng, bạc, vàng Khi xã hội văn minh, nhu cầu cần mặt ấm xuất hiện, con người đã nghĩ ra việc tìm thứ gì đó để che chắn cho mình; đó có thể là lá cây, vỏ cây, da thú… Dần dần, cùng với sự phát triển, hoàn thiện về con người và kỹ thuật, con người đã nghĩ ra cách se sợi

từ các loại xơ tự nhiên, đan kết các sợi này với nhau để tạo ra các mảnh vải che thân

Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, con người đã nghiên cứu, sản xuất rất nhiều loại xơ, sợi, vải nhân tạo Các loại vật liệu này ngày càng được cải thiện để tính chất của nó có những đặc điểm ưu việt như sợi tự nhiên Tuy nhiên, vật liệu dệt có nguồn gốc tự nhiên vẫn đóng một vai trò quan trọng trong ngành dệt may Người tiêu dùng vẫn có xu hướng tìm về với tự nhiên Các sản phẩm

có nguồn gốc từ thiên nhiên vẫn rất được ưa chuộng và trở thành xu hướng thời trang hiện đại Ngoài các loại vải như tơ tằm, len, lanh, cotton thì vải chuối cũng

là một loại vải có nguồn gốc từ tự nhiên, sở hữu các đặc tính ưu việt như hút ẩm tốt, có độ bóng đẹp, có các đường gân đẹp mắt… Vải chuối thường dùng để may

áo nam, nữ thời trang, vest, sơ mi, ga, màn, vải trang trí nội thất…

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới Mùa hè ở nước ta rất nóng và khắc nghiệt, không khí khô, nhiệt độ lên rất cao Vì vậy, người tiêu dùng luôn có xu hướng lựa chọn các loại vải có khả năng thấm hút mồ hôi tốt, thông thoáng Nắm bắt được các đặc tính tiêu dùng này, nhóm nghiên cứu đã có ý tưởng nghiên cứu công nghệ dệt và hoàn tất vải từ sợi chuối

Năm 2010, với sự chấp thuận, đồng ý của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt May đã thực hiện nghiên cứu công nghệ dệt –nhuộm vải từ sợi chuối pha cotton Sản phẩm vải chuối tạo thêm sự đa dạng cho các sản phẩm của ngành dệt may Việt Nam, nâng cao tính cạnh tranh cho ngành, đáp ứng được nhu cầu về chất

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

Mục tiêu – Phạm vi của đề tài 5

Nội dung nghiên cứu 5

Phương pháp nghiên cứu 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6

I Nghiên cứu thị trường 6

II Nghiên cứu nguyên liệu xơ chuối xơ cotton 11

1 Phân loại và mô tả xơ chuối 11

2 Ứng dụng của xơ chuối 11

3 Tính chất xơ chuối và xơ cotton 13

4 Các loại sợi chuối 23

CHƯƠNG 2 THỰC HÀNH

I Thiết kế mặt hàng 26

1 Thiết kế mặt hàng vải mỏng – MC 1 26

2 Thiết kế mặt hàng vải có trọng lượng trung bình – MC2 28

3 Thiết kế mặt hàng vải trang trí – MC3 30

II Quy trình công nghệ 32

III Chuẩn bị dệt: Công đoạn mắc – hồ 33

IV Công đoạn dệt 35

V Công đoạn tiền xử lý – Nhuộm – Hoàn tất 36

V.1 Thí nghiệm mẫu nhỏ 36

1 Thí nghiệm tiền xử lý: Rũ hồ - nấu tấy 38

2 Thí nghiệm nhuộm cho vải chuối/cotton 44

3 Thí nghiệm hoàn tất làm mềm vải chuối/cotton 49

V.2 Sản xuất mẫu lớn 50

1 Tiền xử lý 50

2 Nhuộm 54

3 Hoàn tất 55

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ và BÌNH LUẬN 60

KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 61

1 Ý nghĩa khoa học kỹ thuật 61

2 Hiệu quả kinh tế xã hội 61

3 Triển vọng áp dụng kết quả nghiên cứu 61

Phụ lục

Tài liệu tham khảo

Mục tiêu – Phạm vi của đề tài:

- Mục tiêu của đề tài là khảo sát, nghiên cứu và lựa chọn thiết bị - công nghệ phù hợp để dệt và nhuộm vải từ sợi chuối

- Phạm vi đề tài: nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng

+Vải mỏng, trọng lượng 100-120g/m2

+Vải có trọng lượng trung bình 140-170g/m2

+Mặt hàng vải trang trí

Nội dung nghiên cứu:

- Tham khảo tài liệu, tìm hiểu thông tin và công nghệ thị trường;

- Lựa chọn nguyên liệu, công nghệ, thiết bị phù hợp

- Tiến hành thí nghiệm sản xuất, thử nghiệm mẫu nhỏ

- Đánh giá và hiệu chỉnh công nghệ

- Hoàn chỉnh công nghệ, thử nghiệm mẫu vừa

- Đánh giá kết quả, khả năng ứng dụng công nghệ

- Tổng kết, viết báo cáo

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp phân tích hệ thống

- Phương pháp lịch sử, kế thừa những thành quả nghiên cứu

- Phương pháp tham dự, phương pháp chuyên gia

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Xơ chuối là loại xơ mới, có nguồn gốc tự nhiên và là xơ libe, được tách xơ từ thân cây chuối Loại cây này được trồng rất nhiều ở vùng khí hậu nhiệt đới Do

xu hướng của thế giới hiện nay là bảo vệ, thân thiện với môi trường nên trong những năm gần đây xơ chuối đã tạo được sự chú ý, quan tâm của các nhà sản xuất ở các nước trên thế giới

Tính chất của xơ chuối rất ưu việt: hút ẩm tốt, hút và thoát ẩm nhanh, dễ phân hủy (thân thiện với môi trường), xơ bóng, nhẹ Vải dệt từ sợi chuối có khả năng hút và thoát ẩm tốt tạo cảm giác thoáng mát, thoải mái cho người mặc, vải có độ bóng, đẹp, độ thẩm mĩ cao, rất thời trang

Xơ chuối rất phát triển ở Philipin, tuy nhiên sợi chuối ở Philipin, Nepal chỉ là sợi kéo bằng tay, rất thô, chủ yếu dùng để đan móc thủ công Trong hội nghị cấp cao các nước Asian, tổ chức ở Philipin, vải dệt từ sợi chuối được dùng để may trang phục cho các nguyên thủ quốc gia ở các nước Hiện nay, Trung Quốc đã nghiên cứu công nghệ chế biến xơ và sản xuất sợi chuối công nghiệp Chỉ số sợi chuối cao nhất hiện nay là 60Nm

Vải dệt từ sợi chuối được dùng trong may mặc, làm vải màn, khăn tắm, ga trải giường

Cây chuối được tìm thấy đầu tiên ở đảo Philipin; người Mã Lai tách xơ chuối để làm dây thừng, lưới đánh cá, và cả vải may mặc Năm 2002, sản lượng xơ chuối được trồng ở Philipin đạt 72.000 tấn, Ecuador đạt 26.000 tấn, Costa Rica đạt 1.100 tấn, Indonesia đạt 600 tấn, Equatorial Guinea đạt 500 tấn, Kenya đạt 30 tấn

Sau đây là sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới ( năm 1998 – 2000):

Bảng 1 Sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới

Đay (jute) & các loại tương tự 3,52

Len & các loại xơ có nguồn gốc gốc từ lông động vật 1,52

Tơ tằm dâu, tơ tằm sắn, và tơ từ tằm dại khác 0,1135

Tổng sản lượng các loại xơ tự nhiên 26,0

Nếu so sánh với sản lượng của các loại xơ tự nhiên khác, sản lượng xơ chuối chỉ cao hơn xơ gai dầu (hemp), bằng khoảng 1/2 sản lượng xơ gai (ramie)

Hiện nay, thị trường xơ chuối rất nhỏ, và là một loại xơ mới, ít được người tiêu dùng biết đến Tuy nhiên, các nhà sản xuất, cung cấp xơ, sợi Trung Quốc đang xem xơ chuối là vật liệu dệt tiềm năng trong tương lai

Hình 1 Cây chuối lấy xơ

Cây chuối (abaca) là loại cây sống lâu năm, trông giống cây chuối lấy quả Khi cây trưởng thành, nó sẽ có từ 12-30 cây con mọc từ rễ chính Các thân cây có chiều cao từ 3 -7,5m, đường kính thân cây từ 120-300mm Thân cây gồm 90%

là nước, sáp và 2-5% là xơ; phần còn lại là các tế bào mô mềm Cấu trúc thân cây gồm các lớp vỏ bọc hình lưỡi liềm, dài, bọc, ép chặt vào nhau từ trong lõi trở ra

Hình 2 Mặt cắt ngang thân cây chuối

Lá của nó có chiều dài 1-2m, rộng gần 0,3m Khi cây trưởng thành sẽ ra hoa, kết trái, nhưng là quả không ăn được, dài khoảng 80mm

Trong mỗi lớp vỏ bọc gồm có 03 lớp riêng biệt Lớp ngoài gồm có biểu bì, chứa các bó xơ phân bố trong thể mô mềm Lớp giữa gồm các mô mạch sợi chứa nhiều nước Lớp trong gồm các mô mềm Số lượng và chất lượng xơ trong mỗi lớp vỏ bọc tùy thuộc vào độ rộng và vị trí của nó trong thân cây Mỗi thân cây

có khoảng 20 lớp vỏ bọc, được chia thành 04 nhóm: lớp vỏ bọc bên ngoài, lớp gần kề, lớp giữa và lớp trong Mỗi lớp sẽ cho xơ có cấp chất lượng khác nhau

Để tách xơ, thân cây được chặt ra và cắt hết lá Ở giai đoạn này có 2 cách để tách xơ

Cách 1: được sử dụng rộng rãi ở Philipin, làm hoàn toàn bằng phương pháp thủ công, được gọi là quá trình bóc Tại rẫy thân cây chưa được tách thành từng lớp, các lớp được làm dẹt, phẳng bằng cách đưa dao vào lớp ngoài và lớp giữa, rạch một dải rộng khoảng 50-80mm và kéo dài hết chiều dài thân cây Xơ được lấy ra

từ các dải vỏ này bằng cách nạo hết phần lõi cứng đi

Để giảm thiểu sức lao động và nâng cao năng suất, quá trình nạo được cải tiến,

cơ giới hóa Máy bóc vỏ có tên là Hagotan, máy này có thể nạo sạch liên tục từ 6-8 dải xơ

Cách 2: được gọi là bóc vỏ, được sử dụng ở Mỹ, Indonesia, và 1 phần ở Philipin Máy bóc có 30m băng đai truyền, 1 bộ phận ép, 1 trục làm dập lớp vỏ, 1 dây cuaroa bằng thừng và 1 bộ phận bóc, tách

Thân cây được cấp vào băng chuyền để đưa vào bộ phận ép, làm dập thân chuối Phần thân chuối bị dập này sẽ được đưa tiếp vào băng chuyền để bóc tách vỏ Đầu tiên, ½ thân chuối sẽ được bóc và sau đó là phần còn lại Phần thân đã được bóc tách được chuyển qua cặp trục ép khác, sau đó đưa vào trong máy chải, để chải thành những dải xơ Xơ sẽ được đánh giá, phân loại theo màu sắc dùng kéo để cắt phần cuối của dải xơ, phần bị rối và bẩn Sau đó, sấy khô ở nhiệt độ

100 độ C, và đóng gói Quá trình tách xơ này có thể làm được 16-35 tấn/h (chuối tươi)

Xơ được tách bằng máy (cách 2) chịu nhiều tổn thương nên độ bền giảm Ngược lại, làm bằng tay (cách 1) xơ sẽ bền và bóng hơn, tuy nhiên lượng xơ thu được lại ít hơn Lượng xơ thu được thường là 2-3% so với trọng lượng thân cây 1 hecta đất có thể trồng và cho 200-800 kg xơ Cấp xơ được phân chia theo màu,

độ sạch, phương pháp làm khô, lấy xơ, vị trí của lớp vọ bọc thân cây chuối Công dụng chính của xơ là làm dây thừng, bện chão thừng đi biển, túi trà và cà phê, giấy, vải

Cây chuối này thuộc họ chuối Muscacease, giống Musa, nó có 100 loài Khoảng

20 loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng, chỉ 3-4 loại được trồng phổ biến, rộng rãi

ở Philipin

Theo thống kê của Philipin:

- Số hộ nông dân trồng, sản xuất xơ chuối : 89.071

- Nhà máy sản xuất dây thừng : 6

- Nhà máy sản xuất bột nhão : 6

- Nhà máy sản xuất xơ thủ công : 105

- Số đơn vị kinh doanh xuất khẩu : 31

- Tổng diện tích trồng trọt : 141.711 hecta

- Surigao del Sur

- Davao del Sur

- Sulu

- Sorsogon

- Western Samar

Tổng sản lượng năm 2006 là: 66.471 tấn

- Xuất khẩu trung bình (từ năm 1997-2006):

Bảng 2 Sản lượng hàng hóa và giá trị xuất khẩu (1997-2006) của Philippin

- Các nước nhập khẩu chính:

+ Xơ thô : Anh, Nhật, Indonesia + Bột nhão : Đức, Nhật, Anh, Pháp, Mỹ + Dây thừng, chão : Mỹ, Singapore, Canada, Đức, Malaysia, Anh + Xơ thủ công : Mỹ, Nhật, Tây Ban Nha, Ý, Anh, Hong Kong,

Pháp, Úc

Hiện nay, Philipin là nước sản xuất xơ chuối nhiều nhất trên thế giới, sau đó là Ecuador

1 Phân loại và mô tả xơ chuối:

Cây chuối lấy xơ (abaca) được biết rộng rãi với cái tên Manila hemp, là giống chuối Musa Textiles Nee Loại chuối này có vẻ ngoài giống cây chuối cho quả

ăn được nhưng lá của nó khác biệt ở chỗ mọc theo hướng thẳng đứng, nhọn, hẹp

và thon hơn lá chuối ăn được

Cây chuối lấy xơ trồng ở khu vực có nhiệt độ 20-25 độ C, vào những tháng mát

và ấm Độ ẩm tương đối 78-85%, nơi có lượng mưa phân phối đều quanh năm là điều kiện tốt để loại chuối này phát triển

- Thời gian trưởng thành của cây: 18-24 tháng

- Số lần thu hoạch: 3 lần/năm

- Sản lượng: 600-1.300 kg/ha

2 Ứng dụng của xơ chuối:

Trước kia, ứng dụng của xơ chuối rất giới hạn; đầu tiên xơ chuối chỉ dùng để làm dây bện thừng, thảm, và một số vật liệu pha trộn khác Với nhận thức giảm thiểu tác hại đến môi trường, tầm quan trọng của vải thân thiện với môi trường,

xơ chuối được công nhận là loại xơ có chất lượng tốt và ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác cũng tăng lên, như ngành dệt may và trang trí nội thất Tuy nhiên, ở Nhật Bản, nó được sử dụng để làm vải may các trang phục truyền thống như Kimono và Kamishimo từ thời kỳ Edo (1.600 – 1868) Nhờ có trọng lượng

nhẹ và cảm giác thoải mái khi mặc mà nó vẫn được nhiều người dùng vào mùa

hè Xơ chuối còn dùng làm vải bọc nệm, cà vạt, túi, khăn trải bàn, rèm cửa rất tốt…các sản phẩm thảm, chăn từ sợi chuối rất nổi tiếng trên thế giới

Sau đây là một số ứng dụng của xơ chuối:

a Làm dây thừng, dây chão, dây bện

b Làm nguyên liệu cho các loại giấy đặc biệt:

- Xơ cấp S: dùng làm giấy sử dụng trong ngành điện tử, giấy trang trí cao cấp, giấy viết Kinh Thánh

- Xơ cấp JK: làm túi trà, túi lọc cà phê, túi gói thịt, cá, các loại giấy nghệ thuật đặc biệt, giấy cách điện bọc dây cáp, giấy nến, giấy than

- Xơ cấp Y2: dùng làm tiền giấy, séc, giấy quấn thuốc lá, giấy lọc của máy hút bụi, giấy mài mòn, giấy cứng briton, giấy vẽ bản đồ, giấy in các văn bằng

- Xơ cấp S2, I, G, JK: làm vải không dệt

c Làm xơ dệt

d Làm giấy thủ công

e Làm đồ trang trí nội thất

Ngành công nghiệp giấy : chiếm 70% tổng sử dụng xơ chuối

Dệt may và hàng thủ công: chiếm 8% tổng sử dụng xơ chuối

3 Tính chất xơ chuối và xơ cotton:

3.1 Tính chất xơ chuối:

a Hình thái học và thành phần hóa học của xơ chuối:

Xơ chuối là xơ libe tự nhiên Nó có tính chất vật lý và hoá học riêng, có nhiều tính chất tốt làm cho xơ chuối được đánh giá là xơ có chất lượng tốt

Vẻ ngoài của xơ chuối tương tự như xơ tre và xơ gai, nhưng độ mảnh và khả năng kéo sợi của nó tốt hơn so với xơ tre và gai Xơ chuối có vẻ ngoài hơi bóng tuỳ thuộc vào quá trình tách xơ và kéo sợi

Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật:

Bảng 3 Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật

dục

Xơ dài ≥ 200

Xơ trung bình

100-200

Xơ ngắn 60-100

Xơ lanh 20-140 0,04-0,62 4-77 5-76 Đa giác

Gai (ramie)

80-100

Xơ ngắn 40-80

kích thước của tế bào

Theo bảng số liệu trên, ta thấy xơ chuối nằm trong nhóm xơ dài nhất

Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác:

Bảng 4 Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác

- Hemixenlulo: phân tử hemixenlulo có mạch chính là homo- hoặc heteroxylan- hoặc glucan, mạch nhánh là đơn chức hoặc di- , tri- hoặc là tetrasaccharide, với thành phần chính là xylose, galactose, arabinofuranose,

và axit glucuronic, phần còn lại là este và liên kết ngang Liên kết hydro với

xơ xenlulo khá bền vững nên ngay cả khi được chiết tách bằng kiềm thì chắc chắn vẫn còn tồn tại một ít hemixenlulo trong xơ

- Lignin: là chất dẫn xuất từ phenylpropane, mạch ngắn đẳng hướng và không kết tinh Lignin thường có ở lamen giữa của bó xơ, lõi gỗ, biểu bì và tế bào

vỏ của thân cây Nó thường được tìm thấy ở thành tế bào cơ bản của xơ; bản chất lignin của những phần khác nhau của cây có thể khác nhau Lignin có thể bị phân hủy bởi sodium chlorite

b Tính chất vật lý:

b.1 Cấu trúc xơ và tế bào cơ bản

Quan sát mặt cắt ngang của xơ chuối qua kính hiển vi, ta thấy xơ chuối có dạng

bó, gồm các hình đa giác của xơ cơ bản (có hoặc không có các góc được làm tròn) hoặc hình bầu dục

Nhìn dọc theo chiều dài bó xơ sẽ thấy một lớp lốm đốm phía ngoài, chính là silic đioxit Chất này sẽ còn lại sau khi đốt xơ

Hình 3 Mặt cắt ngang –dọc xơ chuối

b.2 Độ trùng hợp:

Tính chất cơ học của xơ có mối liên hệ với độ trùng hợp trung bình Độ trùng hợp còn được dùng để đánh giá sự sụt giảm lượng xenlulo do sự phá hủy bởi bức xạ, các tác nhân vật lý hay hóa học Sau đây là độ trùng hợp xenlulo của một số loại xơ thực vật:

Chuối : 1.990 Sisal : 2.160

b.3 Trọng lượng riêng và độ xốp:

- Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng đúng:

Bảng 5 Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng

Nguồn: Sinha M.K.,J Text.Inst., 65(1), 27-33, 1974

Xơ chuối có khối lượng riêng nhẹ hơn xơ gai và lanh Độ xốp của xơ chuối cao hơn xơ gai và xơ lanh nên tính cách nhiệt của xơ chuối sẽ cao hơn xơ libe gai và lanh Đây là điểm ưu việt hơn của xơ chuối so với xơ lanh và xơ gai

Nguồn: Handbook of Fiber Chemistry

Độ hút ẩm của xơ chuối (9,5%) cao hơn xơ cotton, cho nên khả năng hút ẩm của

xơ chuối sẽ tốt hơn xơ cotton

- Độ trương nở của xơ trong nước: khi xơ trương nở, chúng sẽ thay đổi kích thước, trương nở theo hướng ngang và theo trục Độ trương nở của xơ làm cho vải ổn định kích thước Khi xơ trương nở, các khe hở của vải dệt thoi sẽ được lấp đầy Độ trương nở là một yếu tố quan trọng đối với vải crêp (do sợi

bị tăng góc xoắn khi trương nở), với công đoạn sấy và công đoạn nhuộm

Bảng 7 Độ trương nở của một số loại xơ

Độ trương nở theo phương

ngang (%) Loại xơ

Theo đường kính

Theo diện tích

bề mặt

Độ trương nở theo trục (%)

Đ ộ trương nở thể tích (%)

Độ trương nở về thể tích của xơ chuối cao hơn hẳn so với xơ gai và lanh

Độ trương nở của xơ có ảnh hưởng đến tốc độ nhuộm, xơ có độ trương nở càng lớn thì tốc độ nhuộm càng nhanh Do đó, dựa vào sự sánh thông số về độ trương

nở như trên, ta có thể rút ra nhận xét là thời gian nhuộm của xơ chuối sẽ ít hơn

so với nhuộm xơ gai, lanh trên cùng một màu

b.5 Nhiệt dung riêng:

Bảng 8 Nhiệt dung riêng của một số loại xơ

- Thông số cơ học của xơ chuối và một số loại xơ thực vật khác:

Bảng 9 Độ bền tương đối – Độ giãn của một loại xơ

tương đối (g/dtex)

Độ kéo giãn (%)

Công kéo đứt

Nguồn: McGovern J.N., Fibers, Vegetable, In Polymers—Fibers and Textiles

A Compendium, University of Wisconsin, Madison, WI, 1990

Hình 4 Đường cong độ bền kéo giãn tương đối của các loại xơ

d Tính chất hóa học:

d.1 Tác dụng của kiềm:

Khi được xử lý bằng kiềm xơ chuối cũng như các loại xơ libe khác sẽ bị trương

nở Cấu trúc của xơ sẽ trở nên phức tạp hơn so với nếu xơ chỉ có một thành phần xenlulo Do các thành phần khác nhau trong xơ sẽ phản ứng với nhau theo tốc

độ và các cách khác nhau Thành phần của xơ sẽ thay đổi tùy thuộc vào thời gian xử lý như thế nào Một phần hemi-xenlulo sẽ bị phân hủy; do đó mà các liên kết hóa học bị bẽ gãy Cấu trúc xơ sẽ mở để dung dịch kiềm thâm nhập vào

xơ sâu hơn

- Sự ảnh hưởng của xơ khi được nấu kiềm (Nhiệt độ 95 độ C, thời gian 1-2h, nồng độ NaOH 17,5%) lên độ kết tinh của các xơ libe, được thể hiện như sau:

Bảng 11 Độ ảnh hưởng của NaOH lên độ kết tinh của một số loại xơ

Nguồn: Handbook of fiber chemistry

Độ kết tinh tăng từ 5-15% do lượng mất đi của chất lignin trong xơ và hemixenlulo trong quá trình xử lý kiềm

Tỷ lệ phần kết tinh của sợi càng cao thì sợi sẽ hấp phụ thuốc nhuộm càng thấp

Do vậy, dựa vào thí nghiệm ảnh hưởng của kiềm đến độ kết tinh của xơ chuối ta

có thể nghiên cứu nhuộm sử dụng lượng NaOH phù hợp để thuốc nhuộm có thể hấp phụ vào xơ tốt nhất

b Tác dụng của axit:

Xơ bị trương nở trong dung dịch axit sunfuaric có nồng độ trên 50%; ở nồng độ 60%, thành phần xenlulo sẽ bị chia tách làm giảm khối lượng phân tử và bị phân hủy Tương tự, các axit vô cơ khác như HCl, HNO3, H3PO4 cũng có thể làm xơ

bị trương nở và phân hủy ở nồng độ cao

c Tác dụng của chất oxy hóa (natri hypoclorit, hidro peoxit…):

Ở nồng độ thấp, chất oxy hóa có thể phá hủy màu tự nhiên

Ở nồng độ cao, chất oxy hóa có thể phá hủy xơ

3.2 Tính chất xơ cotton:

Chiều dài xơ: chiều dài xơ thay đổi theo nơi trồng trọt Xơ càng dài, càng mịn thì tính chất về độ đều, cường lực… càng tốt

Bông chất lượng cao cấp (Florida, Ai Cập): 35 đến 60mm

Bông chất lượng tiêu chuẩn: 25 đến 35 mm

Bông chất lượng thấp (Ấn Độ, Trung Quốc): 15-20mm

Cấu trúc vật lý: mỗi xơ gồm một tế bào đơn kéo dài với các vòng xoắn ốc theo quá trình phát triển

a Tính chất vật lý:

- Tỷ trọng: 1.54

- Hàm ẩm: 8.5%

- Độ bền đứt: 25-40 g/tex đối với xơ ( nửa giá trị này cho sợi)

- Độ giãn đứt: khô 6-8%, ướt 7-10%

b Tính chất hóa học:

- Tác dụng của axit:

Axit vô cơ (axit sunfuaric, axit clohydric) kể cả loãng, trong điều kiện có nhiệt

độ đều phá hủy xenlulo 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

Axit hữu cơ dễ bay hơi (formic hay axetic) không gây ảnh hưởng có hại

- Tác dụng của bazơ:

Dung dịch kiềm loãng không gây tác hại lên bông ngay cả ở nhiệt sôi Trái lại chúng chuyển hóa và hòa tan các tạp chất đi theo xenlulo

Ở nồng độ và nhiệt độ cao, chất kiềm phá hủy bông nhanh

- Tác dụng của chất oxi hóa:

Ở nồng độ thấp, chúng phá hủy màu tự nhiên hay màu dây bẩn trên bông

Ở nồng độ cao, chúng phá hủy bông và tạo thành oxixenlulo

4 Các loại sợi 100% chuối và sợi chuối pha với các loại xơ khác:

a Sợi kéo theo phương pháp kéo sợi có cọc:

- Sợi chuối 100%: chi số 8-40 Ne

- Sợi chuối pha cotton chải kỹ 70/30: chi số 16-40 Ne

- Sợi chuối pha cotton chải kỹ 30/70: chi số 16-40 Ne

- Sợi chuối pha modal 70/30: chi số 16-40 Ne

- Sợi chuối pha tencel 70/30: chi số 16-40 Ne

- Sợi chuối pha soybean 50/50: chi số 16-40 Ne

b Sợi kéo theo phương pháp kéo sợi không cọc:

- Sợi chuối 100%: chi số 8-21 Ne

- Sợi chuối pha cotton 70/30: chi số 16-30 Ne

- Sợi chuối pha cotton 50/50: chi số 16-30 Ne

- Sợi chuối pha cotton 30/70: chi số 16-30 Ne

- Sợi chuối pha modal 70/30: chi số 16-30 Ne

- Sợi chuối pha tencel 70/30: chi số 16-30 Ne

- Sợi chuối pha soybean 50/50: chi số 16-30 Ne

Sợi chuối có thể được kéo bằng phương pháp kéo sợi có cọc, open-end, bằng dây chuyền kéo sợi cho xơ libe, dây chuyền kéo sợi nửa chải thô

Trong đề tài, chúng tôi sử dụng sợi chuối pha cotton, tỉ lệ pha 55% chuối/ 45% cotton Sau đây là bảng chỉ tiêu kỹ thuật của sợi chuối/cotton đưa vào sản xuất:

Bảng 12 Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của sợi chuối/cotton đưa vào sản xuất:

So sánh với sợi cotton cùng chi số thì độ bền đứt tương đối của sợi chuối/cotton

là tương đương nhau Tuy nhiên độ giãn đứt của sợi chuối/cotton thấp hơn hẳn

và chỉ bằng khoảng 1/2 so với độ giãn đứt của sợi cotton Nhưng nếu so sánh với sợi lanh, gai, hay sợi chuối 100% (những loại sợi này có độ giãn đứt chỉ khoảng 2-2.5%) thì độ giãn đứt của sợi chuối/cotton 3.5% đã có sự cải thiện đáng kể Khả năng dệt nhờ đó cũng sẽ tốt hơn

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

I Thiết kế mặt hàng:

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng:

+ Vải mỏng: dùng để may áo thời trang cho phụ nữ, trọng lượng 90-120 gr/m2 Kí hiệu MC 1

+ Vải có trọng lượng trung bình: dùng để may quần thời trang cho phụ nữ,

và may áo nam, trọng lượng 140-170 gr/m2 Kí hiệu MC 2

+ Vải trang trí nội thất MC3 Nguyên liệu sử dụng: sợi chuối pha cotton, thành phần chuối (55%) + cotton (45%)

Vải dệt từ xơ chuối pha cotton sẽ có độ bóng kém hơn so với vải có thành phần 100% là chuối Do xơ chuối có khả năng thấm hút tốt hơn cotton nên mặc có cảm giác thoải mái, dễ chịu hơn so với vải cotton 100%

Ngoài vải chuối 100%, vải chuối pha cotton, trên thị trường còn có một số loại vải chuối pha modal, tencel, soybean,…Kiểu dệt thường sử dụng cho loại vải này là kiểu dệt vân điểm, vân chéo

Hiện nay, vải chuối và các loại vải pha của nó vẫn chưa được thị trường biết đến rộng rãi Các sản phẩm từ vải chuối chủ yếu là các mặt hàng áo thời trang cao cấp cho nam, nữ, khăn trải bàn, khăn tay

Vải để may áo thường là loại vải mỏng, nhẹ; vải may quần là loại vải vừa hoặc dày, có kết cấu chặt, vải trang trí làm khăn trải bàn, rèm cửa là loại vải dày nhưng phải có độ rũ Mỗi mặt hàng sẽ có sự lựa chọn, thiết kế thông số kỹ thuật phù hợp

1 Thiết kế mặt hàng vải mỏng – MC 1:

- Mục đích sử dụng: Vải may áo thời trang cho phụ nữ

Vải may áo cho nữ cần phải mềm mại; xu hướng thời trang hiện nay vải dành cho nữ là vải có “độ trong” (độ chứa đầy của vải thấp), vì vậy phải lựa chọn mật

độ ngang và dọc sao cho vải sau khi hoàn tất vừa mềm mại, không bị dày đặc

- Lựa chọn nguyên liệu:

+ Sợi dọc: sợi chuối/cotton 20/1 Ne

+ Sợi ngang: sợi chuối/cotton 20/1 Ne

- Thông số thiết kế:

Bảng 13 Thông số thiết kế mặt hàng vải chuối/cotton mỏng – MC1

2 Thiết kế mặt hàng vải chuối/cotton có trọng lượng trung bình MC2:

- Mục đích sử dụng: Vải quần thời trang cho phụ nữ, vải áo thời trang cho nam giới Mặt hàng này yêu cầu phải dày, kết cấu chặt hơn so với mẫu MC1

- Lựa chọn nguyên liệu:

+ Sợi dọc: sợi chuối/cotton 20/1 Ne

+ Sợi ngang: sợi chuối/cotton 20/ 2 Ne

Nguyên liệu ngang Ne 20/2

Trọng lượng sợi ngang

3 Thiết kế mặt hàng vải chuối/cotton trang trí – MC3:

- Mục đích sử dụng: làm khăn trải bàn Mặt hàng này sử dụng vân chéo 3/1 để vải dày và có độ rũ, mềm mại

- Lựa chọn nguyên liệu:

+ Sợi dọc: sợi chuối/cotton 20/1 Ne

+ Sợi ngang: sợi chuối/cotton 20/2 Ne

- Thông số thiết kế:

Bảng 15: Thông số thiết kế mặt hàng vải trang trí – MC 3