LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa, các sản phẩm may mặc từ sợi tự nhiên đã được biết tới và luôn được ưa chuộng, trải qua nhiều thời kỳ, nhất là thế kỉ XX với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thu
Trang 1BAO CAO TONG KET DE TÀI KHKT 2010
1/ Co quan chủ trì:
Phân Viện Dệt-May Tại Thành phó Hồ Chí Minh
Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp HCM
2 Tên để tài:
*Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm hoàn tất vải may mặc từ sợi gai dầu pha viscose”
Thực hiện theo hợp đổng KHCN số 096.10RD/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 để tài: KS Bùi Thị Chuyên
4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:
Nhữ Thị Việt Hà Kỹ sư đệt
Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư sợi — đệt Trương Phi Nam Kỹ sư hóa nhuộm Phạm Thị Mỹ Giang Kỹ sư đệt
Trang 2A LỜI NÓI ĐẦU
Từ xưa, các sản phẩm may mặc từ sợi tự nhiên đã được biết tới và luôn được ưa chuộng, trải qua nhiều thời kỳ, nhất là thế kỉ XX với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, các lọai vải tổng hợp, vải nhân tạo dần chiếm lĩnh thị trường
Do chúng đáp ứng được các tiêu chí về sản lượng, bền, rẻ, phong phú về chủng lọai
Tuy nhiên khi đời sống được nâng cao Người tiêu dùng lại muốn trở về với các sản phẩm may mặc có nguồn gốc tự nhiên do chúng có những ưu điểm vượt trội
mà cá loại sợi tổng họp khó đáp ứng như nhẹ, xốp, mát mùa hè, ấm về mùa đông Có khả năng hút nhả ẩm tốt đặc biệt là chúng thân thiện với môi trường, có thể tự
phân hủy có khả năng kháng nắm mốc, chống tia UV
Do đáp ứng việc bảo vệ sức khỏe người sử dụng cũng như bảo vệ trái đất nên nhu cầu về loại vải thân thiện với môi trường rất phát triển khiến các hãng đệt
may khổng lỗ trên thế giới ngày càng muốn khẳng định vị thế trong Tĩnh vực đệt
may bằng cách tăng cường sản xuất các loại vải “sạch” từ sợi tự nhiên Sợi tự nhiên có thể được định nghĩa là "những sợi được tạo ra từ thực vật (như lá, thân cây, lớp vỏ hay cây,quả, hạt như cotton, sợi gai, dâm bụt, lanh, , sợi đay, tre, chuối, xơ đừa, bông gạo và rong tảo), có thể đễ dàng chuyển đổi thành đạng sợi
dùng cho đệt may hay dùng để sản xuất nhiều loại vật liệu khác" Việc sử dụng, sợi tự nhiên để đáp ứng nhu cầu của con người bắt nguồn từ hàng ngàn năm trước
và luôn giữ một vai trò quan trọng trong đời sống
Ngoài các loại vải như tơ tằm, len, lanh, cotton thì vải gai dầu cũng là một loại vải có nguồn gốc từ tự nhiên, sở hữu các đặc tính ưu việt như nhẹ, xốp, mát mẻ, có khả năng hút nhả ẩm tốt đặc biệt là chúng thân thiện môi trường, có khả năng kháng nắm mốc, chống tia UV
Với đặc điểm khỏe, có sức
kháng tốt, cần it nước và không cần chăm sóc
nhiều, gai dầu là loại cây đặc biệt, loại sợi kéo từ xơ gai đầu là loại sợi tự nhiên bên nhất, thậm chí còn hơn cả sợi lanh Vì lẽ đó hiện nay, NIKE dang sử dụng vải đệt từ loại sợi thoáng khí, chống được vi khuẩn và tia cực tím này làm vật liệu sản
xuất giày Ding (đại diện của Nike) nói: "Chúng tôi tín rằng bông hữu cơ và gai
Trang 3dâu sẽ là hướng đi chủ đạo trong tương lai"
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới., nóng mùa hè và lạnh về mùa đông Vì vậy, người tiêu dùng luôn có xu hướng lựa chọn các loại vải có khả năng thấm hút mỏ hôi tốt, thơng thống Nắm bắt được các đặc tính tiêu dùng này, nhóm nghiên cứu đã có ý tưởng nghiên cứu công nghệ đệt và hoàn tất vải từ sợi gai đầu pha visco
Năm 2010, được sự chấp thuận của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt May đã thực hiện đẻ tài “Nghiên cứu công nghệ đệt nhuộm hoàn tất vải may
mặc từ sợi gai đầu pha viscose” Sản phẩm vải gai đầu pha visco tạo thêm sự phong phú cho các sản phẩm của ngành đệt may Việt Nam, nâng cao tính cạnh tranh cho ngành, đáp ứng được nhu cầu vải may mặc thời trang
Trang 4MUC LUC
LOI NOI DAU
Mục tiêu — Phạm vi của đề tài
Nội dung nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
CHUONG 1 TONG QUAN TAI LIEU 1 Nghiên cứu thị trường IL Nghiên cứu nguyên liệu xơ gai dầu, visco 1 Phân loại và mô tả gai dau xe 2 Ứng dụng của xơ gai dầu 3 Tính chất xơ gai dầu 4 Các loại sợi gai dầu CHƯƠNG2 THỰC HÀNH 1 Thiết kế mặt hàng 1 Thiết kế mặt hàng vải mỏng — MI
2 Thiết kế mặt hàng vải có trọng lượng trung bình ~ Mh2 3 Thiết kế mặt hàng vải trang trí - Mhä 1T Quy trình công nghệ TH Chuẩn bị dệt: Công đoạn mi 1V Công đoạn dệt
Trang 5V.2 San xuất mẫu lớn 1 Tiền xử lý 2 Nhuậm 3 Hoàn tất CHƯƠNG:3 KẾT QUÁ và BÌNH LUẬN KẾT LUẬN và KIÊN NGHỊ
1 Ý nghĩa khoa học kỹ thui 2 Hiệu quả kinh tế xã hội
3 Triển vọng áp dụng kết quả nghiên cứu
Trang 6Mục tiêu — Phạm vi của đề tài:
Mục tiêu của để tài là khảo sát, nghiên cứu và lựa chọn thiết bị - công nghệ phù hợp để đệt và nhuộm vải từ sợi gai đầu pha visco
- Pham vi để tài: nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng từ vải gai đầu pha visco
+Vải mỏng, trọng lượng 100-150g/m2
+Vải có trọng lượng trung bình 151-200g/mˆ +Mặt hàng vải trang trí nội thất
Nội dung nghiên cứu:
2 Tham khao tài liệu, tìm hiểu thông tín và thị trường về sợi gai đầu - Lựa chọn nguyên liệu, công nghệ, thiết bị phù hợp
8 Tiến hành thí nghiệm sản xuất, thử nghiệm mẫu nhỏ - Đánh giá và hiệu chỉnh công nghệ
- Hồn chỉnh cơng 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
Trang 7CHUONG 1 TONG QUAN TAI LIEU
I Tìm hiểu nguyên liệu
1/ Giới thiệu về cây gai dầu
Trong phạm vi đề tài, chúng tôi sử dụng nguyên liệu đệt là sợi gai đầu pha
visco Trong đó gai đầu là loại sợi chưa được biết tới nhiều ở Việt nam nên chúng tôi sẽ giới thiệu chủ yếu về loại nguyên liệu mới này
Cây gai đầu thuộc họ Cannabis, có 3 nhóm được trồng rộng rãi ngày nay:Giống trồng chủ yếu để lấy sợi (Cannabis sativa L Cannabis sativa var): đặc trưng với thân cao và ít phân nhánh, màu sắc vỏ cây cực kỳ phong phú như màu đỏ, vàng, xanh hoặc tím, hoặc độ dày của thân cây, lõi rin, chứa ft THC tetrahydrocannabinol- a ° (một chất gây ảo giác) (dưới 0,3% THC ) nên không đủ gây bắt kỳ hiệu ứng vật lý hoặc tâm lý nào và
nhiều CBD (cannabidiol - 35%) với tỷ lệ CBD/THC >1
-_ Giống trồng chủ yếu để làm thuốc (Cannabis sativa subsp Indica - cây cần
sa): với lượng chất xơ ít (# CBD,159%), thu hoạch chủ yếu là lá và hoa Trong đó, sự khác biệt nỗi bật giữa 2 loài này là hàm lượng THC và CBD,
Trang 8
= Hình 1; Một số cây thuộc
họ Cannabis Tuy nhiên,
lv chỉ có cây ngoài cùng bên
Ỷ trái với tên khoa học là C
i Sativa var méi được sử
dụng trong ngành công nghiệ
2/ Lịch sử của cây gai dầu:
Cây gai đầu đã được phát hiện f nhất 12.000 năm qua sợi (đệt, giấy) và thực phẩm Cây gai đầu được sử dụng từ thời kỳ đồ đá, với vết tích của sợi
gai dầu trên mảnh gốm 7.000 tuổi ở Trung Quốc Ngoài ra, một mẫu giấy gai đầu cũng được tìm thấy ở Vạn Lý Trường Thành (Trung Quốc) có niên đại từ năm 305 trước công nguyên
Cây gai đầu được trồng ở châu Âu chủ yếu để lấy sợi, người của Christopher Columbus ding lam đây thừng, vải cột buồm trên tàu
Từ 1880-1933 cây gai dầu được trồng tại Hoa Kỳ đã giảm từ 15.000 đến 1.200 mau Anh do tac động của chiến tranh Tuy nhiên từ năm 1935 công nghiệp sản xuất cây gai dầu đã đẳn đần hồi phục một cách đáng kẻ
Từ thập niên 1950 đến thập niên 1980 Liên Xô là nước sản xuất lớn nhất thế giới (3.000 km? vào năm 1970) Các khu vực sản xuất chính ở Ukraine,
Ba Lan
vùng Kursk và Orel của Nga và gần biên gi
Ngày nay, tuy cây gai dầu được sản xuất tại nhiều nước trên thế giới cho mục đích công nghiệp trừ Hoa Kỳ nhưng chủ yếu ở Canada (theo 'VoteHemp, sản lượng xuất khẩn tăng 300% năm 2009), chân Âu như Pháp
Trang 9(8000 ha canh tác), Ý, Anh, Tây Ban Nha, Hungary, Rumani, Trung Quốc (năm 2006 chiếm 40% trữ lượng sản xuất của cả thế giới), còn lại là Úc, Ba Lan, Nhật, châu Phí,
Ở Hoa Kỳ, gai đầu được trồng rộng rãi trong thế chiến II, nhất là vùng Trung Tây và Kentucky để phục vụ chiến tranh như đồng phục lính, vải, đây thừng, chấo Những năm gần đây, Hoa Kỳ nhập khẩu các loại vải công nghiệp được làm từ sợi cây gai đầu đạt trung bình 2.900.000%/ năm Từ năm 1998 có 10 tiểu bang mà pháp luật thông qua cho phép trồng cây gai đầu với mục đích nghiên cứu (Adkansas, California, Hawaii, IIlinois, Minnesota, Montana, New Mexico, North Dakota va Virginia), vi thé néng đân vùng khác và hiệp hội gai đầu đang đấu tranh đòi quyền trồng rộng rãi cây này qua tuần lễ gai dầu (từ ngày 17-23/05/2010)
Thị trường gai dau hiện hành đối với doanh số bán hàng và xuất khẩu ở
Bắc Mỹ ước tính là từ $ 50 - $ 100,000,000/năm, sản phẩm gai dầu san
xuất tại Canada chiếm 5% ngành đệt may nước này
3/Ả nh hưởng của việc trồng trọt, chế biến và sản xuất xơ sợi gai dầu tới môi trường và sức khoẻ con người
Việc trồng và chế biến cây gai dầu chủ yếu tác động thuận lợi, tích cực đến môi
trường Cây gai dầu giúp phân hủy sinh học nhờ khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm như kim loại nặng Ngoài ra, cây gai đầu tăng trưởng nhanh, cần ít hoặc
không cần phân bón hóa học, giúp loại bỏ cỏ dại, do đó hạn chế việc dùng các
loại thuốc trừ cỏ đại, gây hại cho môi trường Bã cây gai dau sau khi chế biến có
thể dùng làm phân bón hữu cơ, , lá, hạt làm thức ăn gia súc, .các chất bã còn
được dùng trong sản xuất giấy, đồ
Trang 10
sinh nguồn nước ô nhiễm này đòi hỏi nhà máy phải chỉ một khoản tiền không nhỏ và ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm gai dân
AI Nghiên cứu thị trường:
Tình hình xuất nhập - khẩu sợi gai dầu của thế giới và Việt nam thời gian qua (Nguồn: UN.statistie division, mé tai ligu: HS 2002)
af Xo gai dầu nguyên liệu đã qua chế biến, chưa kéo sợi, năm 2004-2007 (USD): Bảng 1: Các nước nhập khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) | Tỷ trong (%)
Tây Ban Nha 13,192,011 45 ¥ 5,010,636 171 Đức 4,207,200 144 Cộng hòa Czech | 4,013,386 13,7 Vương Quốc Anh | 2,881,386 9,8 Tổng nhập khẩu | 29,304,726 100
Bảng 2: Các nước xuất khau chính
Quốc gia Giá trị(USD) | Tỷ trọng (%)
Pháp 6,391,532 31,5
Vương Quốc Anh | 4,565,612 22,5
Tay Ban Nha 4,130,000 20,4
Trung Quốc 2,626,890 12,9
Hà Lan 2,572,112 12,7
Tổng xuất khẩu | 20,286,146 100
Trang 11Bảng 3: Kim ngạch xuất — nhap khau xơ gai dầu đã qua chế biến, chưa kéo sợi của thế giới 2004 - 2007 (USD) Kim ngạch 2007 2006 2005 2004 Nhập khẩu | 12,899,184 | 10,706,393 | 10,495,482 | 11,216,558 Xuất khẩu | 6,939,182 | 5,675,563 | 8,482,333 | 9,823,501 b/ Sqi gai dầu (sợi đơn) năm 2004-2007: Bảng 4: Các nước nhập khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) | Tỷ trọng (%)
Tay ban nha 13,128,809 34,7 Đức 3,511,000 14,6 Ỷ 3,494,451 14,6 Vương Quốc Anh | 2,362,209 9,8 Pháp 1,488,203 6,2 Tong 23,984,672 100
Bang 5:Các nước xuất khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) [ Tỷ trọng (%) Vương Quốc Anh 4,552,441 34,6
Tay Ban Nha 4,068,300 30,9
Trang 12
Trung Quốc 2,197,535 16/7 Ỹ 1,245,649 95 Thụy Sĩ 1,094,378 83 Tong 13,158,303 100 Bảng 6: Kim ngạch XNK sợi gai dầu (sợi đơn) của thế giới 2004-2007(USD) Kim ngạch |2007 2006 2005 2004 Nhập khẩu ‘| 10,444,583 | 7,403,348 | 6,625,819 |8,097/732 Xuất khẩu 5,833,833 | 4,184,989 |3,070/274 |5,145,005
c/ Sợi gai dầu xe, năm 2004 - 2007:
Trang 14những năm sau 1960 Từ năm 1990 nhất là các nước vùng Đông Âu (thay đổi nền kinh tế tập trung), số lượng nhà máy sụt giảm đo các nguyên nhân: 1 Ngưng trợ cấp từ Nhà nước;
2 Thời gian từ gieo hạt đến sản xuất sản phẩm hoàn chỉnh là 6 tháng đến một năm Điều này kéo đài thời gian quay vòng vốn, làm tăng chỉ phí;
3 Sản phẩm từ vải gai dầu bị thay thế bởi các loại vải tổng hợp khác; 4 Vải tổng hợp có giá thành rẻ hơn;
5 Các nhà máy hạn chế thay thế và nhập mới máy móc thiết bị kéo sợi ảnh
hưởng đến sản lượng sợi trên thị trường;
6 Nhu cẩu trên thị trường chưa cao do giá bán còn cao Khả năng xuất khẩu ở châu Âu cũng sụt giảm, tuy có tăng lên ở thị trường Bắc Mỹ nhưng không
đủ bù đấp cho sự sụt giảm ở châu Âu
Trang 17croatia 679 1,000 1,000 1,000 Hàn Quốc 250 250 250 250 Bungary 48 § §
Ngudn: FAO stat
Trang 18sản lượng của châu Âu chiếm khoảng 80 — 90% toàn thế giới Các nước
chính sản xuất sợi gai dầu trong Liên minh châu Âu là Pháp, Đức, Anh, và
Hà Lan Tây Ban Nha cũng sản xuất số lượng đáng kể, nhưng chủ yếu cho ngành công nghiệp giấy
2 Đặc điểm của cây gai dầu lấy sợi
Thân thảo, mọc thẳng, là loại cây hang năm, ít nhánh, lá màu xám xanh Các
lá chân vịt, với 5-7 lá chét Các hoa nhỏ đơn tính Quả nhỏ, mịn, màu nâu-
xám, và hoàn toàn lấp đầy bởi các hạt
-_ Cao nhanh, đạt 7 -15 feet trong vòng 90 -120 ngày, đường kính trung bình thân cây khỏang 0.75- 1.5 inch, tán lá dày, nếu mậ độ trồng cao sẽ hiệu quả trong diệt cỏ đại, tránh phải dùng đến thuốc diệt cỏ, thân thiện với môi trường
-_ Cây gai đầu thích hợp khí hậu ôn hòa, không khí ẩm ướt, và một lượng
mưa ít nhất là 50-60 cm/ năm
- Không cẩn thuốc trừ sân, tự bổ sung dưỡng chất cho đất như nitơ , kiểm
soát sự xói mòn của dat, va chuyển đổi cacbonic để lấy oxy tất tốt
-_ Các giống hạt gai đầu được trồng phổ biến nhất để lấy sợi có thể phát triển lên đến 10-15 feet trong vòng 90-120 ngày
- _ Thu hoạch trước khi có hoa, thường vào tháng 8 -_ Năng suất đạt 30-80 tấn sợi khô/ha/năm,
Công dụng của cây gai dầu trong cuộc sống:
Từ xưa đến nay, cây gai dau đã được trồng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:
-_ Công nghiệp đệt may: từ sản xuất đây thừng, chão, vải làm buổm (do tinh
năng bền) hay các loại quần áo (đo tính năng mát mẻ, mềm mại) ;
- Chat déo phân hủy sinh học, nhiên liệu sinh học như dầu diesel sản xuất từ hat gai dần được gọi là hempoline, với đặc điểm là cháy sạch và không độc
Trang 19hai
- Wat ligu xy dung (vat ligu composite, chất phụ gia trong xi măng ); );
-_ Các loại mỹ phẩm (kem dưỡng ẩm, kem dưỡng da) chiết xuất từ đầu của -_ Vật liệu thay thế gỗ (gỗ ép đóng đỗ nội thất, chuồng gia súc,
hạt;
-_ Công nghiệp chế biến thực phẩm (ngũ cốc, thức ăn cho chim, mỗi câu cá)
do hạt giống của cây có chứa các axit amin cũng như axit béo thiết yếu để
duy trì cuộc sống, lá tươi còn ding Jam món salad;
- Xo gai dau còn được sử đụng làm giấy
Cây gai dầu được sử dụng như một loại cây xóa các tạp chất trong nước thải như hóa chất từ nhà máy, photpho từ phân gia súc và cụ thể là được trường đại hoe Southern Cross University (Lismore), New South Wales( Australia) nghiên cứu ứng dụng vào làm sạch các chất ô nhiễm từ thảm họa hạt nhân Chernobyl(Nga)
Kết luận, hi vọng cho thời gian tới:
1) Sử dụng sản phẩm từ gai dầu góp phần bảo vệ môi trường do các hạn chế của sản phẩm từ vải tổng hợp
2) Sử dụng cây gai dầu và hạt gai dầu có thể làm tăng khối lượng cây gai dầu canh tác, góp phần bảo vệ môi trường
3) Ngoài việc sản xuất các sản phẩm cho nghành đệt may, gai dau còn được
sử dụng với các ngành công nghiệp khác như giấy, gỗ ép , gia tăng sản xuất và tiêu đùng
4) Nhu cần hợp tác giữa các nghiên cứu và nông đân trồng gai dau tang, kích thích sản xuất và phát triển sản phẩm
5) Cần sự tiếp thị mạnh mẽ và tích cực về tác dụng của các loại sợi tự nhiên so với sọi tng hop
Trong vài năm tới, khối lượng sản xuất có thể gia tăng và đa dạng hon dé
Trang 20đáp ứng nhu cầu thị trường, kích thích các nhà máy trong ngành công nghiệp này phát triển hơn
Xu hướng trong tương lai
Từ những năm 1990 trở lại đây, khi đời sống được cải thiện, người tiêu dùng ưa chuộng những loại vải dệt từ sợi tự nhiên như gai dằu, lanh, bông làm tăng nhu cầu thị trường dẫn đến mở rộng và phát triển sản xuất hình thành ngành công nghiệp gai dần
Theo bảng số liệu trên, từ giữa những năm 90, cây gai dầu bắt đầu tiến vào
thời kì phục hưng dựa trên 2 yếu tố: phát triển thị trường mới và công nghệ mới
1/Về phát triển kỹ thuật:
Quá trình ngâm cây gai đầu cần thiết cho việc khai thác sợi hiệu quả hơn,
chất lượng tốt hơn Soi dai ding trong công nghiệp đệt vải, sợi ngắn phù hợp hơn với vải công nghiệp không dét, vat ligu composite, gidy,
Từ năm 2002 Cộng hòa Liên bang Đức đã chế tạo được máy M Karus, nova-Institut, ngoài việc tách xơ để làm sợi đệt vải, máy còn có thể chế
biến phần bã cây gai đầu thành phân bón hoặc để sản xuất giấy, làm thức
ăn gia súc, Các nhóm xơ, sau khi qua xơ chế biến, được xử lí, kết hợp với
các phương pháp hóa học (như tẩy trắng, nhuộm), hay dùng phương pháp enzyme để kéo pha với bông, len Trên thế giới đã sản xuất thành công vải 100% làm từ sợi gai đầu, vải kết hợp giữa gai đầu và bông, giữa gai đầu và len lông cừu cho ra các sản phẩm mới, chất lượng và giá trị kinh tế rất
cao
2/ Phát triển thị trường mới:
Trang 21những nằm 2000, dc s@ ding trong ni tht xe hi ThE trELing này
nhanh chóng phát triữn và tiêu thĩl hữln 28,000 tin sii thc vat, trong do có 3,500 tĩn si gai dlu (nguữln: Nova — Insert Theme)
TE/ Tính chất nguyên liệu
1/Đặc điểm của sợi cây gai dầu:
-_ Sợi gai đầu dài, chắc và bền, có khả năng chịu nhiệt tốt, hấp thụ độ 4m và
nhả âm nhanh, hấp phụ các khí độc hai trong môi trường đồng thời chống
nấm mốc cao hơn sợi cotton
-_ Có khả năng chống tia UV, tia cực tím từ ánh nắng mặt trời hiệu quả hơn bất kì loại vải nào khác
-_ Các đường chỉ rõ ràng theo thớ vải, tạo thành gân tự nhiên khi mặc
- Vai thé hon vai dét từ sợi cotton hoặc sợi len có cùng chí số , nhưng ngày nay có thể kết hợp với một số loại xơ hoặc sợi khác như lông cừu, tơ tầm, cotton, visco sợi tổng họp để làm mịn đến một mức độ nào đó, tạo phong cách cho thời trang mới
-_ Mùa hè mặc mát mẻ, mùa đông mặc ấm áp
Xơ kỹ thuật có chiều dài từ 104 — 170 mm, mỗi xơ kỹ thuật chứa từ 10 -50
xơ đơn, chúng liên kết với nhau bằng keo lignin Xơ đơn chỉ là một tế bào hình thoi có thành đày, 2 đầu nhọn Các đại phân tử xenlulo của xơ có hệ số trùng hợp và độ định hướng cao hơn xơ bông nên xơ có cấu trúc chặt chế hơn xơ bông và vì vậy độ bền cơ học của chúng cũng cao hơn Ở đạng
xơ kỹ thuật, là các chùm xơ cơ bản dính kết nhau bởi keo lignin Trén bé mặt xơ có các lỗ thủng
Nhờ các lỗ thủng trên xơ gai đầu (có nghĩa là khí nhìn qua kính hiển ví phóng to, ta sẽ thấy có rất nhiều lỗ li tí trên bề mặt xo) làm cho vải đệt từ sợi gai đầu khô nhanh chóng một cách tự nhiên hay đễ đàng vay cho khô Các bó xơ sợi nằm ở các lớp trong của vỏ thân cây gai dầu Các bó xơ các
Trang 22lớp bên trong thường ngắn hơn và tốt hơn hơn so với các lớp ngoài Mỗi xơ
cơ bản là một tế bào, các tế bào được kết nói bởi lớp keo (pectin lignified) và công việc quan trọng nhất để chế biến sợi gai dầu là hạn chế và hòa tan lớp keo này Đường kính của các xơ cơ bản là 15-50 micron D6 dai trung bình là 35 + 40mm nhưng chúng có thể thay đổi từ 5- 100mm Chiều đài
của bó sợi khoảng 1.500 + 2.500 mm Độ bền đứt sợi gai dầu cao hơn so với sợi lanh, độ đấn thấp (2 + 3%)
Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của xơ gai dầu và một số xơ thực vật: Bang 15:
Loai xo Chiều dài| Độ mảnh | Chiều đài tế | Đường kính | Hinh dang mat
xơ(em) |(Denie) | bao xơ|tế bào xơ |cắt ngang của
(mm) (um) xơ
Gai đầu 100-300 3-20 5-55 10-50 Đa giác Xơ lanh 20-140 | 17-178 +71 576 Đa giác Gai (ramie) 4.6-6.4 40-250 16-126 | Lục giác/bầu dục Cotton Giống 1-3.3 15-56 12-25 Tròn/Oval kích thước của tế bào
So sánh kích thước các loại xơ ta dé đàng thấy xơ gai đầu dai va min hon xơ lanh, Gai(camie), nhưng thô hơn cotton
Trang 23Gai dau | 74-76 15-17 09 45 08 0.6 (hemp) Lanh |712 18.6 2.0 sỹ 43 16 Day [715 13.3 02 13.1 12 0.6 Gai 68.6 13.1 1.9 0.6 = (ramie) Xo dita | 35.6 154 51 32.7 3.0 (nâu) Xơ dừa | 36.7 15.2 47 32.5 3.1 (trắng) Cotton |827-92 |2-57 57 05-1 = 07
Hình 2: ảnh phóng lớn của (a) thân cây gai dẫu) và (b) một đoạn thân cây gai dầu theo chiều đọc
Ngudn: DeMontfort University, 2004
Trang 24We
MÀ —w
Rys 1 The anatomical structure of hemp stem: |- cutlcle I- prinary cortex IlI - secondary cortex IV - real bast V - woody tissue Vi- core 1-stoma 2-cutide 3 - collenchyme 4 - primary cortex parenchyma 5-mesderm 6 - primary fibre 7- secondary fibre 8 - vegetable pulp 9 - wood parenchyma 10 - vessel 11 - woody fibre 12 - core gleam parenchyma 43 - core parenchyma 14- core channel
Hình 3: Cấu trúc của thân cây gai dầu
Nguôn: Đại học Nông nghiệp Augusta (Akademia Rolnicea im Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu.} Chú thích hình: 1~ lớp biểu bì (curtin) II ~ lớp vỏ ngoài cùng Ill — lớp vỏ giữa IV ~ sợi libe V—mô gỗ VI ~ lãi cây 7 — sợi bên trong 9~— mô gỗ 11—xơ gỗ 13 - lõi nhu mô 1 - lỗ khí 2 — biểu bì 3 ~ mô giữa (mô keo) 4 ~ nhụ mô 5 — trung bì 6 ~ sợi ngồi cùng, §~ lõi cây
10 — mao mach dan
12 ~ lõi nhu mơ ngồi cùng
14 — ống đẫn chính
Trang 25Khả năng hút ẩm của sợi thông thường là 12% Để so sánh, sợi gai đầu chứa nhiều keo hơn so với sợi lanh, đường kính sợi nhỏ hơn nhưng ít nhạy cảm với hóa chất, có khả năng kháng acid mạnh (acid gây mồ hôi), vì thế, ít thối hơn lanh khi xơ chế
h 4 (a) Mặt cắt dọc thân cây gai dau
(1): Sự phân phối các bó sợi và khóp nối giữa sợi bởi chất anastomosises) Nguồn: PWRIL, Warsaw, Poland
Trang 27Bang 18: Các đặc nh vật lý của xơ gai dầu Đường kính 15 -50 microns Chiều đài bó xơ 1.500 - 2.500 mm
Độ bên tương đối 40-70N / Tex
Độ giấn đút tôi đa 4.2%
Hồi âm 12%
a/ Lý tính:
Thông số cơ học của xơ gai dầu và một số loại xơ thực vật khác: Bảng 19
Loại xơ Độ mảnh | Độ bền Độệkếéo | Độ hút
(dtex) tương đối | giãn(%) | am(@ dk (g/dtex) tiêu chuẩn)% Lanh 3.0 5.1 28 8 Gai(ramie) 7.0 6.1 3.6 6 Gai dau 3.5 57 2.6 12 cotton 1-3.3 25-4 68 7-8 Độ hồi : 12%
Độ bên: cao nhất trong các loại xơ thiên nhiên
Cảm giác sờ tay: thô ráp, sau khi tẩy, giặt sẽ có cảm giác mềm mại hơn
Tinh dẫn nhiệt: xơ gai đầu dẫn nhiệt tốt
Tính cháy: cháy nhanh với ngọn lửa sáng Tro có màu trắng hoặc hơi xám Bền với ánh sáng
Kháng nấm mốc
Khả năng chống tia UV rất tốt
Trang 28- Bén v6ikiém, nhay cam v6i axit, dé nhuộm b/ Hóa tính:
-_ Tác dụng của acid và bazơ: chủ yếu giống như cotton Acid lỗng khơng ảnh hưởng tới sợi gai đầu Acid đậm đặc làm xơ bị phân hủy Kiểm nóng không ảnh hưởng
-_ Tác đụng của chất oxy hóa - khử: giống như cotton, chúng được dùng để tẩy trắng sợi hemp nhưng cũng gây tổn hại ít nhiều cho vật liệu
- _ Tác đụng của dung môi: giống cotton, dung môi clo hóa và dung môi chứa oxy (ví đụ: acetone) không ảnh hưởng tới xơ gai dầu
-_ Sau khi thu hoạch, các thân cây được phơi nắng để loại bỏ pectin (các chất
kết đính) trong 4-6 tuần hẳu hết gai dầu lấy sợi đều có thân gỗ rỗng, hàm
lượng chất xơ cao (35% trở lên)
-_ Để tách lõi gỗ khỏi sợi, sử dụng một chuỗi các trục ép Các bó xơ san đó được làm sạch và chải thô đạt đến tiêu chuẩn và có độ mịn mong muốn, cắt theo kích thước định sẵn
-_ Sau khi chải, các bước tiếp theo là: thảm (để sản xuất các loại vải không
đệt); nghiền (bằng cách phân tách bó sợi bằng hóa chất hoặc các phương
pháp vật lý để sản xuất giấy), làm mềm (tăng độ mịn và tính linh hoạt), cho
vào lò hơi nước (loại bỏ tạp chất, chất kết đính) ta được xơ để kéo sợi
Một loại vải hứa hẹn cho tương lai là vải coton hóa sợi gai dầu: loại bỏ gần
hết keo lignin trong sợi gai đầu (chất keo làm cho vỏ và thân cây cứng), nhưng ngăn ngừa xơ khỏi bị tách hoàn toàn, thay đổi một chút trong thiết bị kéo sợi bông hoặc len cho phù hợp kéo sợi libe Trung Quốc đã nghiên cứu thành công việc làm giảm hàm lượng lignin trong sợi gai đầu từ 4.5% đến ít nhất chỉ còn 0.2% Kết quả: cotton hóa sợi gai đầu thành công, xơ mềm mại và phù hợp khi kéo sợi và đệt trên dây chuyền sợi bông hoặc len hay có thể để pha với sợi nhân tạo
Trang 29Quy trình chế biến sợi gai dầu:
Thân cây gai đầu (1000kg) Ngâm (900kg) Tước sợi (giầm) Xơ gai dầu (100kg) — Xơ gai dầu thô (120kg) Chải ge Soi dài (38kg) — sợi ngấn (56kp) | |
Kéo sợi Kéo sợi Kéo sợi
Sợi (34kg) Soi (37kg) Soi (73.7kp)
Dệtvải Xevàlàmbóng Xe và làm bóng Xe và làm bóng
Vai (29.7kp) Sợi schon (33.3kg) Soi xe bong (35.6kg) Soi xe bing (69.3kp)
Trang 302/ Xơ, sợi viscoce a/ Tính chất cơ lý : Độ trùng hợp (1) 300-350
Độ bên đứt ở trạng thái khô (eN/tex) 20 +24 Độ bên đứt ở trạng thái wot (cN/tex) 10+15
Độ dấn ở trạng thái khô (%) 20 +25
DO din 6 trang thái ướt (%) 25+35
Hồi âm 12%
- Trải qua nhiều xử lý hóa học, mạch phân tử xenlulo bị cắt ngắn, - Cấu trúc xơ xốp, mạch ngắn, nên độ bẻn đứt kém bồng 2+ 3 lần
- Hơn thế do có độ kết tinh thấp nên sự hấp thụ nước làm xơ trương nở va lam tang
độ giấn đến 20% - Độ bền kéo trung bình
- Độ bền ma sát giảm khi ướt
- Là vật liệu đễ nhàu đo trong mạch đại phân tử có nhiều nhóm cực mà lại thiếu
liên kết ngang nên trong quá tình gia công và sử dụng, vải visco phải được xử lý
cẩn thận để tránh kéo giấn, làm nhàu
b/Tính chất hóa học :
Tương tự như xơ bông, nhưng viscose nhạy cảm hơn với hóa chất
- Dưới tác dụng của các acid đậm đặc ở nhiệt độ thường và các dung dịch acid loãng ở nhiệt độ cao, xơ viscose sẽ bị phá hủy nhanh và hoàn toàn hơn xơ bông,
Dưới tác đụng của dung địch kiểm loãng ở nhiệt độ cao, xơ viscose bị phá hủy nghiêm trọng, nhưng dưới tác dụng cña dung dịch kiềm loãng ở nhiệt
độ thường thì xơ chỉ bị trương nở
Trang 31CHUONG 2 THUC NGHIEM
Chọn nguyên liệu:
Để phát huy các tính chất ưu việt của sợi gai đầu cũng như khắc phục một ạn chế
của chúng như thô, ráp, không bóng , độ dãn thấp người ta đã pha xơ gai dau với một
vài loại xơ khác Trong phạm ví đề tài chúng tôi lựa chọn nguyên liệu là sợi gai đầu pha visco để dét vai Như vậy ta sẽ được loại vải thiên nhiên mềm mại, sang trong,
thống mát, thấm mơ hôi nhưng, đễ đệt và xử lý hoàn tất, giá thành không quá cao + Nguyên liệu: Sợi gai dầu pha visco tỷ lệ 70/30
- Sợi đọc: Gai dau pha visco, 46 nhé Nm 48/1, Nm 48/2 -Sợi ngang: 1/Gai đầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/1
2/Gai đầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/2, độ nhỏ Nm 48/3
Bang 4 Bang chỉ tiêu kỹ thuật của sợi đưa vào sản xuất Bảng 21
Gai dau + | Gai dau + ] Gai dau+ visco Nm | viscoNm | visco
Trang 32DO ben GCN) [ASTMD2256.| 3229 675 1031 Cv do ben (%) 97 214 154 10 3 Độ bên so dit [Độ bên t đổi ASTMD2256- ` à (cN/tex) NN: 97 15.5 16.2 16.5 Độ dấn đút (%) 27 52 58 1E Thiết kế mặt hàng:
San đây là thiết kế cho 03 mặt hàng vải đệt từ sợi gai đầu pha visco
- Vải mỏng, trọng lượng 190-150g/m”, độ bền màu giặt > 4
-Vai trung bình, trọng lượng 155- 200g/mẺ, độ bền màu giặt > 4;
~Vải trang trí nội thất Độ bền màu giặt > 3.Độ bền màu ánh sáng > 4
ng T- kí hiệu HVI
-_ Vải mỏng, có trọng lượng nhẹ: Soi doc gai đầu pha visco chi s6 48/1Nm,
sợi ngang gai dau pha visco chi sé 48/1Nm
Trang 33Độ sẵn sợi ngang x/m §27 Kiểu đệt Vân điểm Khổ mắc máy em 160 Khổ hạ máy cm 158 Luge dét Khe/cm 15 Số sợi sâu 1 khe Nền Sợi/khe 2 Biên Sợi/khe 2 Tổng số sợi đọc nền Sợi 4800 Biên Sợi 30 Toàn bộ Sợi 4830 Mật độ đọc Sợi10cm 300 Mật độ ngang Soi/10em 250 Độ co đệt đọc % 18 Độ co đệt ngang % 25
Trọng lượng sợi doc gim 101
Trọng lượng sợi ngang gim 83
Trang 34Trong lugng g/m* | aim? 115
Mat hang 2: ki hiệu HV2 Vài có trọng lượng trung bình
- Mục đích sử dụng: Vải quần thời trang cho phụ nữ, vải áo cho nam giới
Mặt hàng này yêu cầu đày vừa phải , kết cấu chặt hơn so với mẫu HV1 - Lựa chọn nguyên liệu:
+ Sợi đọc: sợi gai đầu pha viseo độ nhỏ Nm 48/1 + Sợi ngang: sợi gai đầu pha visco độ nhỏ Nm 48/2
Bảng 23: Thông số thiết kế mặt hàng vải gai dầu pha visco có trọng lượng trung bình - HV2 Các thông số Đơn vị đo HV2 Nguyên liệu đọc Nm 48/1 Nguyên liệu ngang Nm 48/2 Độ săn sợi đọc xm 827
Độ săn sợi ngang wim 550
Trang 35Nén Sợi/khe 2 Biên Sợi/khe 2 Tổng số sợi đọc nền Sợi 4800 Biên Soi 30 Toàn bộ Sợi 4830 Mật độ dọc Sợi/10em 300 Mật độ ngang Sợi/10em 240 Độ co đệt đọc % 18 Độ co đệt ngang % 13 Trọng lượng sợi đọc gm 101
Trọng lượng sợi ngang gm 160
Trọng lượng sợi toàn bộ gm 261
Trọng lượng g/m” om 163.1
Mat hang 3: kí hiệu HV3
- Mục đích sử dụng: làm rèm cửa, vải bọc Mặt hàng này đùng kiểu đệt vân
điểm 1/1 hoặc vân điểm tăng đều 2/2 để vải dày và có độ rủ, mềm mại - Lựa chọn nguyên liệu:
+ Sợi đọc: sợi gai đầu pha visco.48/2Nm
+ Sợi ngang: sợi gai dau pha visco 48/2Nm hoặc 48/3Nm
Trang 36- Vai day: Soi doc gai đầu pha visco xe chi sé 48/2Nm, soi ngang gai đầu
pha visco xe 48/2 hoặc 48/3
Trang 37Toàn bộ Sợi 3840 3840 Mật độ đọc Sợi/10em 240 240 Mật độ ngang Sợi10em 240 200 Độ co đệt đọc % 3 3 Độ co đệt ngang % 24 16
Trọng lượng sợi đọc gim 160 160
Trọng lượng sợi ngang gim 160 200
Trọng lượng sợi toàn bộ g/m 320 360
Trong lượng riêng aim? 200 225
Trang 38
IL/ Quy trinh céng nghé:
Trang 39hỗ mà cho vải sang tây trắng hoặc nhuộm sau khi đốt lông, giặt
TV/ NHUỘM (mẫu nhỏ) A Nhugm Visco
1/ Một số tính chất quan trọng của visco
+ Tác dung của nước:
Viseo có độ trương nở rất lớn trong nước (lớn hơn nhiều so với bông) và do đó
có độ bền ướt giảm đi đáng kể so với độ bền khô (giảm khoảng 55- 60%)
+Tác dụng của hóa chất trợ:
Đối với kiểm, visco nhạy cảm hơn nhiều so với bông Tác dụng tương tự như vậy đối với các muối kim loại và chá
Cấu tạo sợi bồng hàm chứa khoảng 70% phan tinh thé, trong khi đó visco tỷ lệ này chỉ khoảng 45 — 50 % và bản thân viseo có độ rỗng (xốp) hơn nhiễu, do đó
sợi có điện tích bể mặt bên trong lớn hơn nhiều so với bồng
"Trong môi trường kiểm visco bị trương nở lớn ngay cả khi ở nồng độ kiểm thấp, đồng thời một phần polime có phân tử lượng thấp của visco bị hòa tan Với clo
hoạt động tốc độ phản ứng của visco nhanh hơn 2 lần so với bông, vi vay sé dé bị tốn thất
Đối với môi trường axit ngược lại visco lại bền hơn so với bông
2í Khả năng hút thuốc nhuôm;
Xét về phương diện nhuộm thì visco tương đương như bông, có thể sử đụng được tất cả các lớp thuốc nhuộm thường dùng để nhuộm bông.Tuy nhiên thuốc
nhuộm bắt màu trên visco nhanh hơn nhiễu so với bông Vì vậy để nhuộm đạt kết quả tốt cho visco đòi hỏi phải có sự lưu tâm đặc biệt hơn Kết quả nhuộm
được đều màu đối với visco khó hơn nhiều so với bông Vấn đề khác biệt nhau nói trên là đo có sự khác nhau về cấu trúc
đó của việc nhuộm 2 loại nguyên
cao phân tử, một mặt do tỷ lệ phần cấu trúc tỉnh thể và khong tinh thể, mặt khác
Trang 40là mức độ sắp xếp cấu trúc Sự khác nhau của cấu trúc cao phân tử một mặt gây
ra sự hấp phụ thuốc nhuộm khác nhau cũng như dẫn đến mức độ nhuộm khác nhau, đẫn đến sự khác nhau về tốc độ nhuộm giữa bông và visco
Về nguyên tắc thì nếu tỷ lệ phần kết tính của sợi càng cao thì sợi sẽ hấp phụ thuốc nhuộm càng thấp Do đó xơ sợi bông hấp phụ thuốc nhuộm thấp hơn
nhiều so với visco
Sự hấp thụ thuốc nhuộm nhanh dẫn đến kết quả nhuộm khó đều màu đối với Visco Đối với tốc độ nhuộm có ảnh hưởng bởi độ xốp của sợi và tỷ ệ thuận với trương nở của sợi Sợi càng xốp thì điện tích bể mặt
¡ tạng (bên trong sợi) càng lớn và tổng các điểm hấp phụ càng nhiều làm cho phân tử thuốc nhuộm dễ đi vào Mặt khác đường kính mao quản càng lớn thì phần thuốc nhuộm khuyếch tán đi vào càng lớn
3/ Công nghệ nhuộm Visco
Quá trình xử lý Visco yêu cầu đặc biệt phải thận trọng hơn nhiễu so với xử lý bông, vi visco một là có độ bền ướt rất thấp đo đó đế bị tổn thương bởi quá trình cơ học, hai là rất nhạy cảm voi dung dich các chất xử lý đo đó để tổn thương bởi
quá trình hóa học
Đối với visco ở trạng thái ướt cần thiết phải vận hành cẩn thận, nấu trong điều kiện sức căng nhẹ, đồng đều và tránh bị nén ép bằng cơ học Thành bể nhuộm và