Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với độ mao dẫn nước của khăn .... 58 Hình 3.3: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi đến tỷ lệ khối lượng các thành phần sợi trong khăn tre pha bông ...
Trang 1NGUYN HOÀNG HI P
NGHIÊN C U NG C A CHI U CAO VÒNG S I
N M T S TÍNH CH TRE PHA BÔNG
LUC S THU K T CÔNG NGH V T LI U DT MAY
Hà N i
Trang 2NGUYN HOÀNG HI P
NGHIÊN CU NG C A CHI U CAO VÒNG S I
NM T S TÍNH CH A TRE PHA BÔNG
Chuyên ngành: Công ngh V t Li u Dt may
Trang 3
Trước h t, tôi xin g i l i cế ử ờ ảm ơn sâu sắ ớc t i Tiến sĩ Giần Th ị Thu Hường, người thầy đã tận tâm hướng dẫn, động viên và khuy n khích tôi hoàn thành luế ận văn
L i cờ ảm ơn thứ hai, tôi xin chân thành g i t i các Th y, Cô giáo Viử ớ ầ ện Sau Đại
h c, Vi n D t may - Da giày và ọ ệ ệ Thời trang Trường Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và t o mạ ọi điều ki n cho tôi hoàn thành tệ ốt luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc trung tâm và các Anh, Ch trung tâm ị ởthí nghi m D t may phân vi n D t may tệ ệ ệ ệ ại Tp.HCM đã giúp đỡ ạo điề t u ki n cho ệtôi nghiên cứu, th c hiệự n nh ng thí nghi m c a đ ữ ệ ủ ềtài
Tôi xin g i l i cử ờ ảm ơn chân thành tới các Anh, Ch ị và Ban giám đốc Nhà Máy
D - ệt Nhuộm – Hoàn T t, thu c ngành s n xu t Gia D ng, T ng Công Ty CP ấ ộ ả ấ ụ ổPhong Phú, đã giúp đỡ tôi trong công tác, tìm hi u và th c hi n d t th nghi m ể ự ệ ệ ử ệ
phục vụ cho nghiên c u cứ ủa luận văn
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các Th y Cô giáo trong Khoa ầCông ngh D t may ệ ệ – Trường Cao Đẳng Công thương Thành phố ồ Chí Minh đã H
tạo điều ki n cho tôi trong quá trình hệ ọc tập
Cuối cùng tôi xin g i l i cử ờ ảm ơn tới gia đình những người đã cùng chia sẻ, động viên, t o mạ ọi điều kiện để tôi yên tâm hoàn thành luận văn
Người th c hi n ự ệ
Nguyễ n Hoàng Hi p ệ
Trang 4
Tôi xin cam đoan, toàn bộ ội dung đượ n c trình bày trong luận văn đều do tác gi ả
t ựthực hiện dướ ự hưới s ng d n c a Tiẫ ủ ến sĩ Giần Th ị Thu Hường K t qu nghiên ế ả
c u luứ ận văn được th c hi n t i Trung tâm thí nghi m D t may Phân vi n Dự ệ ạ ệ ệ – ệ ệt may t i Thành Ph H Chí Minh và Nhà Máy D - ạ ố ồ ệt Nhuộm – Hoàn T t, thu c ấ ộNgành sản xu t Gia D ng, T ng Công Ty CP Phong Phú ấ ụ ổ
Tác gi hoàn toàn ch u trách nhi m v n i dung luả ị ệ ề ộ ận văn không có sự sao chép
t nh ng luừ ữ ận văn khác
TP.HCM, ngày 20 tháng 9 năm 2018
Nguyễ n Hoàng Hi p ệ
Trang 5
L I C 1
L 2
MC LC 3
DANH MC CÁC BNG BIU 5
DANH MC CÁC HÌNH V TH 6
CÁC KÝ HI U VÀ CH VIT TT 8
LU 9
NG QUAN NGHIÊN C U 12
1.1.Tìm hi u v sể ề ợi tre 12
1.1.1.Thành phần cấu tạo của tre 12
1.1.2 Công nghệ sản xuất xơ, sợi 16tre 1.1.2.1 Xơ nhiên 16tre tự 1.1.2.2 Xơ tre nhân tạo 18
1.1.3 Đặc tính của xơ, sợi tre 21
1.2 C u trúc cấ ủa khăn 25
1.2.1 Phân loại khăn (vải nổi vòng) 25
1.2.2 Nguyên lý dệt khăn (vải nổi vòng) 28
1.2.3 Một số đặc điểm của khăn 30
1.3 Một số nghiên c u các y u t ứ ế ố ảnh hưởng đến chất lượng khăn 31
1.3.1.Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu 31
1.3.2.Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi 32
1.3.2.1.Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt của khăn tre 33
1.3.2.2 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mềm mại và độ mịn của khăn tre. 1.3.2.3 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ độ mao dẫn nước của 36
khăn tre 1.4 Kết luận chương 1 36
C U 38
Trang 62.1 N i dung nghiên c u 38ộ ứ 2.2 Đối tượng nghiên c u 38ứ
2.3 Phương pháp nghiên cứu 38
2.3.1 Nghiên cứu điều chỉnh chiều cao vòng sợi 39
2.3.2 Xác định định tính và định lượng nguyên liệu của khăn 42
2.3.3 Xác định khối lượng g/m2 và độ dày của khăn 45
2.3.4 Xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt 47
2.3.5 Xác định độ bền xé rách của khăn 50
2.3.6 Xác định độ mao dẫn của khăn 52
2.3.7 Xác định độ thoáng khí của khăn 53
2.3.8 Phương pháp xử lý số liệu 55
2.4 Kết luận chương 2 57
: K T QU NGHIÊN C U VÀ BÀN LU N 58
3.1 Thiết kế khăn mẫu và dệt thử nghi m trên máy d t 58ệ ệ 3.2 Xác định m i quan h gi a chi u cao vòng s i v i m t s ch tiêu k ố ệ ữ ề ợ ớ ộ ố ỉ ỹthuậ ủa t c khăn tre pha bông 60
3.2.1 Xác định tỷ lệ thành phần nguyên liệu trong khăn 60
3.2.2 Xác định mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với khối lượng g/m2 và độ dày của khăn………… 63
3.3 Xác định m i quan h gi a chi u cao vòng s i v i m t s ch ố ệ ữ ề ợ ớ ộ ố ỉ tiêu cơ lý của khăn tre pha bông 65
3.3.1 Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với độ bền kéo đứt của khăn 65
3.3.2 Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với độ giãn đứt tương đối của khăn……… 67
3.3.3 Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với độ bền xé rách của khăn 69
3.3.4 Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi với độ mao dẫn nước của khăn 71
3.3.5 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ thoáng khí của khăn 75
K T LUN 78
Trang 7Bảng 1.1: Thành phần hóa học của tre 13
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của một số loại tre 16
Bảng 1.3: Các tính chất cơ lý của sợi tre 22
Bảng 1.4: Bảng so sánh khả năng kháng khuẩn của một số loại xơ 23
Bảng 1.5: Kết quả thí nghiệm khả năng khử mùi của xơ tre 23
Bảng 1.6: Kết quả khả năng chống tia cực tím của xơ tre và xơ gai 24
Bảng 1.7: Bảng so sánh một số tính chất vật lý của xơ tre, xơ viscose và xơ bông 24 Bảng 1 8: Bảng phân loại khăn theo khối lượng và phạm vi sử dụng- 28
Bảng 1.9: Tra cứu chiều cao lên bông và cài đặt thông số công nghệ trên máy dệt 33 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cơ lý của sợi 39
Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của các mẫu khăn thí nghiệm 59
Bảng 3.2: Kết quả tính tỷ lệ khối lượng sợi tre trong khăn tre pha bông 61
Bảng 3.3 Kết quả định tính và định lượng thành phần sợi trong khăn mẫu 62
Bảng 3 : Kết quả xác định khối lượng 4 G (g/m2) và độ dày d (mm) của khăn mẫu 64 Bảng 3.5: Kết quả xác định độ bền kéo đứt của khăn theo hướng dọc và hướng ngang 66
Bảng 3 : Kết quả xác định độ giãn đứt tương đối của khăn theo hướng dọc và 6 hướng ngang 68
Bảng 3.7: Kết quả đo độ bền xé rách theo hướng dọc và ngang của khăn 70
Bảng 3.8: Kết quả xác định độ mao dẫn nước của khăn M1(h=2,5mm) 72
Bảng 3.9: Kết quả xác định độ mao dẫn của khăn M2 (h=3,5mm) 72
Bảng 3 : Kết quả xác định độ mao dẫn của khăn M3 (h=4,5mm)10 72
Bảng 3 : Kết quả xác định độ mao dẫn của khăn M4 (h=5,5mm)11 73
Bảng 3.12: Kết quả đo độ thoáng khí của khăn tre pha bông 76
Trang 8
Hình 1.1:Cây tre và khăn sợi tre 12
Hình 1.2 Cấu trúc giải phẫu của tre 13
Hình 1.3:Công thức hóa học của Xenlulo 14
Hình 1.4: Cấu trúc mắt xích phân tử xenlulo của tre 14
Hình 1.5: Cấu trúc phân tử Hemixenluloza 15
Hình 1.6: Cấu trúc phân tử điển hình của Lignin 15
Hình 1.7: Quy trình công nghệ sản xuất xơ, sợi tre tự nhiên 17
Hình 1.8: Tre, xơ và sợi tre tự nhiên 18
Hình 1.9:Sơ đồ quá trình sản xuất tạo bột tre 18
Hình 1.10: Quy trình sản xuất xơ tre visco 20
Hình 1.11: Mặt cắt ngang của xơ tre visco…… 21
Hình 1.12: Mặt cắt dọc của xơ tre visco 21
Hình 1.13: Hình vẽ mặt cắt dọc của vải nổi vòng 25
Hình 1.14: Cấu trúc phân tử xơ bông 27
Hình 1.15: Nguyên lý dệt vải nổi vòng 29
Hình 1.16: Cấu tạo của khăn 30
Hình 1.17: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt theo hướng dọc của khăn tre 100% với các mật độ thay đổi 34
Hình 1.18: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt theo hướng ngang của khăn tre 100% với các mật độ thay đổi 34
Hình 1.19: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mềm mại của khăn tre 35
Hình 1.20: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mịn của khăn tre 35
Hình 1.21: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mao dẫn nước của khăn tre 36 Hình 2.1: Cơ cấu điều chỉnh chiều cao lên bông 40
Hình 2.2: Lò xo điều chỉnh sức căng nền và sức căng bông của máy dệt 41
Hình 2.3: Thiết bị xác định định tính và định lượng nguyên liệu 43
Hình 2.4: Cân Ohaus- Explore 45
Hình 2.5: Thiết bị đo độ dày của khăn 47
Trang 9Hình 2.6: Cách lấy mẫu thử độ bền kéo đứt, độ giãn đứt 48
Hình 2.7.Máy kéo đứt Titan 4 Univeral Strength Tester, CRE 48
Hình 2.8: Bảng điều khiển trên máy Titan 4 Univeral 49
Hình 2.9: Màn hình lựa chọn các tiêu chuẩn trên máy Titan4 Univeral 49
Hình 2.10: Kích thước mẫu thử độ bền xé rách 51
Hình 2.11: Cách lấy mẫu thử độ bền xé rách 51
Hình 2.12: Máy thử độ bền xé rách ELMATEAR (Anh) 51
Hình 2.13: Thiết bị đo độ mao dẫn của khăn 52
Hình 2.14: Thiết bị đo độ thoáng khí 54
Hình 3.1: Kiểu dệt phần lòng bông của khăn mẫu (vân điểm tăng dọc 2/1) 58
Hình 3.2: a, Thành phần cấu tạo của khăn mẫu; b, Bố trí khăn trên máy dệt 58
Hình 3.3: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi đến tỷ lệ khối lượng các thành phần sợi trong khăn tre pha bông 63
Hình 3.4: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi h với khối lượng Gm2 và độ dày d của khăn 64
Hình 3.5: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi h với độ bền kéo đứt dọc Pđd 66
và độ bền kéo đứt ngang Pđn khăn 66
Hình 3.6: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi h với độ giãn đứt dọc và độ giãn đứt ngang của khăn tre pha bông 68
Hình 3.7: Mối quan hệ giữa chiều cao vòng sợi đến độ bền xé dọc Pxd và ngang Pxn của khăn pha tre/bông 70
Hình 3.8: Mối quan hệ giữa độ mao dẫn nước theo hướng dọc theo thời gian của khăn có chiều cao vòng sợi khác nhau 74
Hình 3.9: Mối quan hệ giữa độ mao dẫn nước theo hướng ngang theo thời gian của khăn có chiều cao vòng sợi khác nhau 74
Hình 3.10: Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ thoáng khí của khăn 76
Trang 10TCVN: Tiêu chu n quẩ ốc gia
ISO (International Organization for Standardization): T ổ chức tiêu chu n hóa quẩ ốc
Hd: Độmao dẫn theo hướng d c (mm) ọ
Hn: Độ mao dẫn theo hướng ngang (mm)
Hk: Độ xù lông (%)
Nep: Hạt kết
Nm: Chi số ợ s i (m/g)
Ne: Chi số Anh
Pd,Pn : Mậ ột đ sợi dọc, mật độ ợi ngang s
P, P: bĐộ ền kéo đứt theo chiều dọc, độ bền kéo đứt theo chi u ngang ề
Pxd, Pxn: b n xé theo chi u dĐộ ề ề ọc, độ ề b n xé theo chi u ngang ề
U: Độ không đều USTER (%)
Trang 11
1 Lý
t may trong nhi t trong nh ng ngành xu
chủ ự l c c a Vi t Nam có nhiủ ệ ều đóng góp vào thành tích xuất kh u chung c a c ẩ ủ ảnước Theo s li u c a T ng c c Hố ệ ủ ổ ụ ải quan năm 2017, dệt may gi v ng ngôi v th ữ ữ ị ứhai, đạt kim ng ch trên 30 t USD Kim ng ch xu t kh u sang các th trư ng chính ạ ỷ ạ ấ ẩ ị ờđều tăng như Hoa Kỳ, Nh t B n, Hàn Qu c V i nhậ ả ố ớ ững ưu đãi thuế quan trong Hiệp định CPTPP, d t may Vi t Nam có th dành thêm nhi u th ph n nh p kh u t ệ ệ ể ề ị ầ ậ ẩ ừTrung Quốc - nhà xu t kh u s m t v hàng d t may, vào th ấ ẩ ố ộ ề ệ ị trường Hoa Kỳ và Nhật Bản
Ngày nay, nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng cao, đòi hỏi các sản phẩm may mặc phải đạt các tiêu chí liên quan đến tính tiện nghi khi sử dụng, có khả năng chăm sóc sức khoẻ, dễ chăm sóc cũng như một số công năng khác Các loại xơ, sợi
tự nhiên như bông, lanh, đay, gai chỉ đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng Hơn nữa việc trồng các loại xơ này để kéo sợi cho ngành dệt đã tiêu tốn rất nhiều nước, thuốc trừ sâu điều này ảnh hưởng rất lớn tới môi trường cũng như cuộc sống của con người Các loại xơ tổng hợp được lấy từ nguyên liệu dầu mỏ thì ngày càng cạn kiệt Việc sản xuất xơ nhân tạo từ xenlulo tái sinh phải cần đến những cây gỗ có tuổi đời từ 25 70 năm mới có thể khai thác Vấn đề này đã đặt cho -các nhà nghiên cứu phải phát triển các nguyên liệu mới, cung cấp cho các nhà sản xuất nhằm tạo ra các mặt hàng đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng
Xơ, sợi tre là một loại nguyên liệu mới được phát triển vào cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 Nó đã nhận được sự chú ý đáng kể của các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới Với ưu điểm tốc độ sinh trưởng lớn hơn 1m trong một ngày thì tre được ghi nhận là loại cây có tốc độ phát triển nhanh nhất Cây tre trưởng thành chỉ cần 3-4 năm là có thể khai thác Tre không cần phải trồng lại, các măng non liên tục được hình thành và phát triển Tre phát triển rất nhanh và khỏe, quá trình phát triển của cây tre rất ít khi bị sâu bệnh Các nhà khoa học đã nhận thấy rằng cây tre được
Trang 12thừa nhận có kháng khuẩn duy nhất và tác nhân sinh học kìm hãm vi khuẩn có tên
“Bamboo Kun” Chất này kết hợp chặt chẽ với phân tử xenlulo của cây tre trong suốt qui trình tạo thành sợi tre Chính tác nhân này đã hạn chế được việc sử dụng thuốc trừ sâu dùng cho tre, giảm thiểu tác hại của môi trường đến đời sống con người Với các tính chất trên nên tre được coi là nguồn nguyên liệu dồi dào nhất để cung cấp cho ngành dệt nói riêng và các ngành công nghiệp nói chung
Trung Quốc là một nước đi đầu tiên trong việc nghiên cứu và đưa xơ tre vào làm nguyên liệu cho ngành dệt Do những ưu điểm nổi trội như độ mềm mại, khả năng hút ẩm tốt, có khả năng kháng khuẩn, khử mùi và chống được tia UV, thân thiện với môi trường đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng vì vậy cho đến ngày nay sợi tre đã và đang dần hội nhập với thị trường quốc tế Tùy theo mục đích sử dụng
và hiệu quả kinh tế sản phẩm dệt có thể được sản xuất từ 100% tre hoặc pha tre với các nguyên liệu khác như bông, polyster
Trong lĩnh vực sản xuất khăn ở nước ta, khăn tre là dòng sản phẩm cao cấp đã được sản xuất và sử dụng nhiều trong các khách sạn, nhà hàng và trong đời sống của con người ắ N m bắt được xu hướng đó, Tổng công ty C ổ Phần Phong Phú –
m t trong nhộ ững thương hiệu luôn tiên phong trong việc ứng d ng công ngh ụ ệ sinh
h c vào ngành công nghi p may mọ ệ ặc, đã đưa ra thị trường dòng khăn có chất liệu cao c p Mollis Bamboo Tuy nhiên, ấ việc sử dụng nguyên liệu tre trong các sản phẩm dệt ở nước ta là còn rất ít Để khai thác triệt để các ngu n nguyên liệu và đa ồ
d ng hóa s n phạ ả ẩm khăn, việc nghiên c u s d ng nhi u thành ph n nguyên liứ ử ụ ề ầ ệu trong khăn như tre pha với bông (t n dậ ụng các đặc tính ưu việt c a t ng thành ủ ừ
ph n), vi c tìm hi u thi t b , công ngh s n xu t và nghiên c u m i quan h c a các ầ ệ ể ế ị ệ ả ấ ứ ố ệ ủthông s công ngh dố ệ ệt khăn đến các đặc tính cơ lý của s n ph m là h t s c quan ả ẩ ế ứtrọng M t trong nh ng thông s công ngh có ộ ữ ố ệ ảnh hưởng đến cấu trúc và các đặc tính cơ lý của khăn đó là chiều cao vòng s i Vì v y luợ ậ ận văn đã nghiên c u ứ ảnh
hưởng c a thông s công ngh chi u cao vòng sủ ố ệ ề ợi đến m t s tính chộ ố ất cơ lý của
khăn tre pha bông là rấ ầt c n thi t ế
Trang 13
Nghiên cứu xác định sự ảnh hưởng của sự thay đổi thông số công nghệ chiều cao vòng sợi đến một số tính chất cơ lý của khăn có thành phần nguyên liệu sợi tre pha sợi bông, để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng khăn pha tre nhằm đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng
Luu g m:
Chương 1: Tổng quan nghiên c u ứ
Chương 2: Nội dung, đối tượng và phương pháp nghiên c u ứ
Chương 3: Kết qu nghiên c u và bàn lu n ả ứ ậ
Kết luậ ủn c a luận văn
Tài liệu tham kh o ả
Phụ ụ l c
Trang 141.1
Tre là cây lưu niên thuộc nhóm cây cỏ, đây là một nguồn nguyên liệu dồi dào trên thế giới Chiều cao của cây tre dao động trong khoảng từ 1m đến 50m và đường kính lên đến 30cm, hầu hết các loại tre đều thẳng và thân cây đều rỗng (chỉ có ít loại không rỗng), rễ hình thành các lùm cây và có sự lan tỏa
Tre được tìm thấy nhiều ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, các vùng khí hậu ôn hòa Nơi có nhiều loại tre và mật độ dày nhất là ở Đông Nam Á, các hòn đảo của Ấn độ và Thái Bình Dương Một số loài tre có ở Châu Mỹ và Châu Phi Hiện nay có hơn 1000 loài tre trên thế giới
Hình 1.1 Cây tre và khăn sợi tre 1.1.1 Thành phần cấu tạo của tre [1]
Tre thu c h c Bambusoideae, là m t lingo-xenlulo composite t nhiên, ộ ọ ỏ ộ ựtrong đó các sợi xenlulo được bao b c b i n n lignin Chi u dài trung bình c a s i ọ ở ề ề ủ ợtre khoảng 2mm và đường kính trung bình trong kho ng 10-20µm, khả ối lượng riêng 600-800 kg/m3 Sợi tre có độ ề b n cao có tính chất đơn hướng S i tre có hàm ợlượng xenlulo cao, hàm lượng lignin cao, nên là m t trong nh ng lo i s i t nhiên ộ ữ ạ ợ ự
có đặc tính vật lý và độ ền cơ họ b c cao nhất Độ ứ c ng c a tre ph thu c ch y u ủ ụ ộ ủ ế
Trang 15vào s ố lượng các bó s i và ki u phân b c a chúng C u trúc gi i ph u c a tre th ợ ể ố ủ ấ ả ẫ ủ ể
hi n trên Hình 1.2 ệ [1]
Hình 1.2 Cấu trúc giải phẫu của tre
xenlulo Thành phần chính của tre là xenlulo, hemixenlulo và lignin Trong đó
và hemixenlulo chiếm khoảng 50% tổng số thành phần hóa học Còn nếu tre ở dạng sợi thì chủ yếu là xenlulo Tính chất của mỗi thành phần đều góp phần vào tính chất của sợi tre Hemixenlulo gắn liền với khả năng phân hủy sinh học, hấp thụ ẩm và phân hủy nhiệt Lignin ổn định hơn nhưng nó lại bị phân hủy bởi tia tử ngoại Thành phần hóa học của tre thể hiện trong Bảng 1.1
Bảng 1 Thành phần hóa học của tre1
Trang 16Ngoài các thành phần chính trên trong tre còn có chứa một lượng nhỏ các thành phần khác như protit, nhựa, sáp và các chất màu…
* Xenlulô: được coi là m t polysacarit t nhiên, có c u trúc m ch th ng ộ ự ấ ạ ẳkhông phân tách và được c u t o t các mấ ạ ừ ắt xích cơ bản D- anhydroglucopyrano Các m t xích này có liên h v i nhau qua liên k t 1,4- - D- Glucozit Công thắ ệ ớ ế β ức phân t c a xenlulo là (Cử ủ 6H10O5)n hay [C6H7(OH)3]n
Hình 1.3 Công thức hóa học của Xenlulo
Trung bình mỗi phân tử xenlulo có chứa 3000 mắt xích cơ bản, đặc biệt có thể chứa tới 26.000 mắt xích cơ bản
Hình 1.4 Cấu trúc mắt xích phân tử xenlulo của tre
* Hemixenlulo (Pentoza): Là các đường Saclozơ, cũng giống như Xenlulo
nó cũng có nhiệm v ụ nâng đỡ trong tường xenlulo của tre, nhưng yếu hơn do sốnhóm đường ch có khoỉ ảng 150 đên 200 đơn vị Theo nhi u nghiên c u cho th y ề ứ ấthành phần này không thay đổi nhi u giề ữa các cây trưởng thành và cây m i phát ớtriển, ho c gi a các l p c a m t c t ngang c a tre Hàm ặ ữ ớ ủ ặ ắ ủ lượng chủ yếu của tre làhemixenlulo hay pentasaccharose, tên là gọi chung của toàn bộ hợp chất cacbonngoài pectin và tinh bột Nếu so với xenlulo, hemixenlulo phân thì dễ bị giải tạonên acid và giảm tính kiềm Hàm lượng hemixenlulo trong thân tre khoảng 14% - 25%
Trang 17Hình 1.5 Cấu trúc phân tử Hemixenluloza
* Lignin: Là các polyme c a Phenyl propan, chiủ ếm 18% đến 22% khối lượng c a Xenlulo tre Lignin là m t ch t cao phân t củ ộ ấ ửcó ấu trúc vô định hình khác v i xenlulo ớ Cho đến nay công th c c a lignin vứ ủ ẫn chưa được xác định, các m t xích c a lignin không giắ ủ ống nhau, nhưng người ta đã kết lu n r ng trong ậ ằphân t lignin có ch a các nhóm (-OH), nhóm methoxyl (-OCHử ứ 3) và nhân benzene
C u trúc và tính ch t c a lignin rấ ấ ủ ất khó xác định vì c u trúc hóa h c c a chúng rấ ọ ủ ất
ph c t p Lignin cung c p s v ng ch c cho cây, làm cho cây có kh ứ ạ ấ ự ữ ắ ả năng đứng
thẳng, c i thi n tính b n v ng, liên kả ệ ề ữ ết các tổ ch c c a tre.ứ ủ
Hình 1.6 Cấu trúc phân tử điển hình của Lignin
: Hàm lượng các chất vô cơ trong một loại thực vật thường
được quy về hàm lượng tro, nó được đo xấp xỉ bằng lượng muối khoáng và các chất
vô cơ khác trong sợi sau khi nung ở nhiệt độ 575±250C Hàm lượng các chất vô cơ
có thể khá cao trong các loại thực vật có chứa nhiều silica Các cation thường gặp
Trang 18trong thành phần của tro là K+, Na+, Mg2+, Ca2+ và các anion của các axit sunfuric, clohydric, photphoric, silic
: Các chất tan trong nước có trong thành phần
của tre chủ yếu là tinh bột, muối vô cơ, chất mầu, tanit…Ngoài ra trong thành phần của tre còn chứa các axit béo, sáp, nhựa và protein Hàm lượng các chất này nhỏ và thường được xử lý loại bỏ trước khi sử dụng
Các loại tre khác nhau có thành phần các chất cũng khác nhau, trên Bảng 1.2 thể hiện thành phần các chất chính của một số loài tre
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của một số loại tre
Ethanol -
toluene (%)
Tro (%)
Lignin (%)
Cellulo (%)
Pentoza (%) Phyllostachy
1.1.2 Công nghệ sản xuất xơ, sợi tre
Phân loại xơ tre:
- Xơ tre tự nhiên (Natural bamboo fiber)
- Xơ tre nhân tạo (Bamboo visco fiber)
1.1.2.1 nhiên Xơ tre tự
Tre nguyên liệu được s d ng là lo i tre 4-ử ụ ạ 5 năm tuổi
Đây là mộ ại xơ thiên nhiên, xanh, có lợ ứ ỏ ệ ớtrường Quá trình s n xuả ất ra xơ chỉ ử ụng phương pháp vật lý và cơ họ s d c nên v n ẫ
gi ữ được các tính ch t h u ích t nhiên c a tre Hình d ng và chấ ữ ự ủ ạ ức năng xơ tre tương tự như xơ gai d u hay các loầ ại xơ libe khác nhưng xơ tre mảnh và mỏng hơn
Trang 19gai d u, có tính kháng khu n, kh mùi và ch ng tia UV tầ ẩ ử ố ốt hơn ngay cả xơ sản xuất
t bừ ột tre (xơ tre dạng visco)
Quy trình công nhiên tre [2]:
Quy trình công nghệ sản xuất xơ sợi nhiên tre tự được thể hiệntrong Hình 1.7
Hình 1.7 Quy trình công nghệ sản xuất xơ, sợi tre tự nhiên
Quá trình tiền xử lý nguyên liệu thô gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, tạo mảnh tre và làm ướt Sự phân huỷ xơ tre trải qua ít nhất 3 chu trình: nấu sôi, giặt, phân huỷ xơ Sự định hình xơ tre bao gồm các bước: nấu sôi, tách xơ, hồi phục xơ, tách nước khỏi xơ và làm mềm xơ Quá trình xử lý sau của xơ tre được chuyển qua
xử lý gồm các bước: sấy khô, phân loại, lựa chọn, kiểm tra xơ
Xơ tre sẽ được làm mềm bằng chất làm mềm thực vật tự nhiên Vì vậy, xơ tre
sẽ bền hơn Vải dệt bằng loại sợi tre sẽ có tính thông thoáng tốt, mềm với khả năng kháng khuẩn mạnh thích hợp cho trang phục mùa hè Hơn nữa, nó rất tốt cho da nhờ chức năng chống tia cực tím mạnh, khả năng cho ánh sáng đi qua vải là 0.06%,
ít hơn nhiều so với cotton, gai và tơ tằm Hơn nữa, vải còn có các tính chất tự nhiên của vải tre thô như độ thông thoáng tốt, tiện giặt và dễ sấy
Trên Hình 1.8 thể hiện hình ảnh tre, xơ và sợi tre tự nhiên
Trang 20Hình 1.8 Tre, xơ và sợi tre tự nhiên
1.1.2.2 Xơ tre nhân tạo [3]
Công nghệ và quy trình sản xuất xơ tre nhân tạo giống với quy trình sản xuất xenlulo tái sinh từ bột gỗ Cũng như xơ xenlulo tái sinh sản xuất từ gỗ, xơ tre dạng xenlulo tái sinh nhờ quá trình xử lý hóa học khác nhau có thể tạo ra nhiều loại xơ tre khác nhau như: visco, amoniac đồng, lyocel, axetat Trong luận văn này, chỉ tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất xơ tre theo phương pháp viscose (nhân tạo)
Quy trình Quá trình s n xuả ất xơ tre viscose gồm 4 giai đoạn:
- Chế ế bi n nguyên liệu ban đầ ạo xơ tre u t - chu n b dung d ch kéo s i ẩ ị ị ợ
- T o hình s i ạ ợ
- T y gi ẩ ặt
- Tinh chế, hoàn tất
Quá trình tạo xơ tre
Hình 1.9 Sơ đồ quá trình sản xuất tạo bột tre
Trang 21Theo sơ đồ quá trình sản xuất tạo bột tre Hình 1.9:
+ Bước A: Nguyên liệu để sản xuất ra xơ tre nhân tạo là cọng tre được lấy từ các cây tre 11, 12 có tuổi trưởng thành từ 4 5 năm Tre được thu hoạch và lấy phần -
vỏ tre (cọng tre)
+ Bước B: Vỏ tre 10 được rửa bằng nước để loại bỏ bùn và bụi bám dính trên bề mặt Trong công đoạn này sử dụng vòi hoa sen phun nước 13 vào để rửa, tuy nhiên, qui trình rửa này có thể được thực hiện nhờ ngâm vỏ tre trong bình nước hoặc sử dụng máy giặt
+ Bước C: Sấy vỏ tre sau khi rửa sạch, máy sấy 14 sử dụng gió nóng với nhiệt
độ sấy tương đối thấp (ví dụ nhiệt độ 50 đến 1000C) Ngoài ra, có thể sấy tự nhiên bằng cách để vỏ tre trong không khí hoặc sử dụng chân không cho quá trình sấy + Bước D: vỏ tre 10 sau sấy được xếp song song theo cùng chiều và được phân tách bằng thiết bị shotblast (phá vỡ) 15 Ngoài shotblast 15, vỏ tre 10 có thể được phân tách một cách dễ dàng bằng cách sử dụng một máy nghiền hoặc máy đập Vỏ tre 10 sau khi được phân tách, đập, nghiền …đã được tạo thành xơ 16 và bột 18.+ Bước E: sử dụng rây 17 để giữ lại phần xơ tre 16 và lọc các loại bột mịn 18 (loại bột có chứa tạp chất) Để tăng hiệu quả, quá trình rây có thể được thực hiện nhờ dòng khí để thổi hết bột mịn 18 có chứa các tạp chất ra Ngoài ra, cũng có thể
sử dụng nước để phân tách, xơ tre 16 đã rây có chiều dài và độ dầy biến đổi theo kích cỡ của loại vỏ tre 10 sử dụng, ví dụ có thể có được xơ tre có độ dầy khoảng 0,1 tới 0,2 mm và dài khoảng 3-30 cm
Xơ tre 16 được lấy ra và được giữ và lưu trong bình chứa 19 ở bước F
Quá trình sản xuất xơ tre visco (tạo hình sợi):
- Xơ tre 16 sau khi được chuẩn bị theo các bước công nghệ trên, được ngâm trong dung dịch NaOH ở nồng độ thích hợp 15 20% ở nhiệt độ trong khoảng 20- -
250C trong vòng từ 1 3 giờ để tạo thành xenlulô kiềm sau đó được ép để loại bỏ dung dịch NaOH còn dư Xenlulô kiềm được nghiền nhờ sử dụng một máy nghiền
-và để khoảng 1 ngày
Trang 22Hình 1.10 Quy trình sản xuất xơ tre visco
- Tiếp đó, xenlulô kiềm được sunfua hoá nhờ thêm cacbonđisunfua (chiếm 35% trọng lượng xenlulô kiềm) ở nhiệt độ 20-250C (nhiệt độ phòng) Cùng với thời gian, xenlulô kiềm được đông cứng lại do xông lưu huỳnh Sau khi hoàn thành qui trình xử lí này mất khoảng từ 5 đến 6 giờ hoặc hơn nữa, cacbon đisunfua còn dư bị loại bỏ bằng cách bay hơi và thu được xenlulô natri xanthogenat
- Dung dịch NaOH đã pha loãng được để trong bình chứa 24 trong hình 1.9 và
xenlulô natri xanthogenat được cho thêm vào Vì vậy, xenlulô natri xanthogenat hoà tan trong dung dịch NaOH và tạo thành dung dịch vixco 25 Đối với dung dịch vixco 25 có chứa 3-8% NaOH và 7-15% xenlulô của xơ tre 16, cần điều chỉnh trước dung dịch NaOH và xenlulô natri xanthogenat cho vào
- Tiếp theo, dung dịch vixco 25 được đưa tới bình chứa có nắp vặn kín 28 nhờ
bơm 26 và van kiểm tra 27 Phần lớn các vòi phun 29 được đặt ở cuối bình chứa 28 Mỗi miệng vòi 29 có nhiều các lỗ phun nhỏ (5 20 lỗ) có thể được phun ra các xơ -filament Hơn nữa, khí nén tạo áp lực được cung cấp tới đường cấp trên 34 của bình chứa 28 để dung dịch vixco 25 bên trong được ép mạnh và phun ra khỏi vòi phun
29 Bơm 26 nằm van 32 và van 33 có bơm 26, khi có tín hiêu đóng ngắt điện, bơm
26 chuyển dung dịch vixco 25 từ bình chứa 24 tới bình chứa kín 28 Khí nén được
Trang 23cấp vào từ đường ống dẫn 34 Để loại bỏ tạp chất trong dung dịch vixco 25 sử dụng màng lọc 35, phía trên có nắp đậy 37
- Tia dung dịch vixco 25 được phun ra từ các vòi phun 29 đi vào một cái bồn
sâu 30 Bồn này được chứa đầy dung dịch axit sunfuric loãng đóng vai trò như một
bể làm đông cứng, ở đó dung dịch xenlulô natri xanthogenat bị thuỷ phân bằng axit sunfuric loãng biến đổi lại thành xenlulô và trở thành một loại sợi xenlulô tái sinh
31 dài và mịn (tơ nhân tạo vixco) Sau khi sấy khô ta thu được xơ visco tre
Sau đó sợi tre còn phải qua quá trình tẩy giặt và xử lý hoàn tất
Sử dụng kính hiển vi điện tử (SEM) cho thấy mặt cắt ngang và mặt cắt dọc của xơ tre nhân tạo như trên Hình 1.11 và Hình 1.12
Hình 1.11 Mặt cắt ngang của xơ tre visco Hình 1.12 Mặt cắt dọc của xơ tre visco
1.1.3 Đặc tính của xơ, sợi tre [1]
Xơ tre có nguồn gốc từ cây tre – giống cây được trồng nhiều ở các nước Châu
Á Xơ tre là sản phẩm được tinh chế từ thân và lá của cây tre dưới dạng bột, qua quá trình thủy phân – kiềm hóa và tẩy trắng nhiều lần, sau đó nó được chế biến thành bột tre và được tạo thành xơ tre Các thí nghiệm cho thấy xơ tre có tính bền vững, ổn định, độ bền cao Độ mịn và độ trắng của xơ tre được phân cấp tương tự như xơ viscose
Các đặc tính đặc trưng của xơ, sợ i và v i t ả ừ tre:
a, Tính ch ất cơ lý củ a s ợ i tre được th hi n trong B ng 1.3 ể ệ ả
Trang 24Bảng 1 Các tính chất cơ lý của sợi tre3
b, Khả năng thấm nước cao: các sản phẩm từ sợi tre có khả năng hút hơi
ẩm trên da và thoát hơi ra ngoài rất tốt Trong nước, xơ tre sẽ tăng gấp 3 lần trọng lượng của nó Chính vì ưu điểm này mà vải dệt từ sợi tre được thiết kế để sản xuất các sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với da như: quần áo lót, khăn mặt, khăn tắm…
c, Cảm giác sờ tay mềm mại: nhiều người khi sử dụng vải len hoặc gai bị dị
ứng nhưng với vải dệt từ sợi tre thì không xảy ra vấn đề gì Điều này có được là do
xơ tre có bề mặt tròn và trơn nhẵn nên vải dệt từ loại xơ này sẽ rất mềm mại, không thô ráp, không gây cọ xát da, kích ứng da
d, Tính thông thoáng và cảm giác mát lạnh: do mặt cắt ngang của xơ tre có
vô số lỗ hổng rất nhỏ làm cho vải dệt từ nguyên liệu này có khả năng hút ẩm và thoát hơi nhanh Chính vì vậy mà người mặc có cảm giác mát mẻ, thông thoáng, dễ chịu trong điều kiện khí hậu nóng bức
e, Tính kháng khuẩn: xơ tre có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn, nên sợi tre có chức năng kháng sinh tự nhiên Vì vậy, các sản phẩm từ loại sợi này không cần phải cho thêm các hợp chất nhân tạo kháng khuẩn khác cho nên
nó không gây dị ứng cho da Ngoài ra, các sản phẩm từ vải tre còn có khả năng khử mùi
Trang 25So sánh khả năng kháng khuẩn của xơ tre với các loại xơ tự nhiên có khả năng kháng khuẩn cao như lanh, gai theo tiêu chuẩn AATCC6538 thể hiện trên Bảng 1.4 [3]
Bảng 1 Bảng so sánh khả năng kháng khuẩn của một số loại xơ4
g, Khả năng khử mùi: xơ tre có khả năng khử mùi rất tốt vì trong xơ tre có chứa hợp chất sodium copperchlorophyll (C34H31CuN4O6Na3) có khả năng khử mùi tốt Khả năng khử mùi của xơ tre đối với amoniac (NH3) là khoảng 70-72%
Kết quả thí nghiệm về khả năng khử mùi của xơ tre trong Bảng 1.5 [3] Kết quả cho thấy cho tre có khả năng khử mùi rất tốt
Bảng 1.5 Kết quả thí nghiệm khả năng khử mùi của xơ tre
i
Khuẩn tụ cầu (Staphy - lococcus Aurous) (%) 99,0 93,9 98,7
Khuẩn Monilia/ Canidia Albicans (%) 94,1 99,6 99,8 Nấm cúc đen (Black Aspergillus) (%) 83,0 - 51,1
Trang 26Bảng 1.6 Kết quả khả năng chống tia cực tím của xơ tre và xơ gai
(UPF: hệ số bảo vệ chống tia cực tím)
k, Tính thân thiện với môi trường: cây tre phát triển rất nhanh, không cần tưới nhiều nước mà cũng không cần phải cải tạo đất và không bị sâu bọ ăn nên trồng loại cây này người ta không phải dùng đến thuốc trừ sâu Rễ tre chống xói mòn đất rất tốt Trồng nhiều tre sẽ cho chúng ta thêm nhiều oxy, giảm hiệu ứng nhà kính mà lại tiết kiệm nước Chính vì các lý do trên mà xơ tre được coi là loại xơ tự nhiên và thân thiện với môi trường mà không cần có sự tham gia của hợp chất hóa học nào Quan trọng hơn, xơ tre là loại vật liệu ngành dệt có khả năng tự phân hủy, giống như các xơ xenlulo tự nhiên nên vải dệt từ sợi tre có khả năng phân hủy 100% trong đất bởi các sinh vật có trong đất và ánh nắng mặt trời Sự phân hủy này không gây bất kỳ ô nhiễm nào cho môi trường
Trên bảng 1 7 đã so sánh các tính chất của xơ tre tự nhiên, xơ viscose và xơ bông [3]
-Bảng 1 -Bảng so sánh một số tính chất vật lý của xơ tre, xơ viscose và xơ bông7
Trang 27 Tóm lại, xơ, sợi tre là một loại nguyên liệu có nguồn gốc tự nhiên, được sản xuất với một qui trình công nghệ cao, không gây ô nhiễm môi trường, tự phân hủy trong môi trường tự nhiên, cảm giác mềm mại, hút ẩm và thấm nước tốt, có độ bóng đặc biệt cao, hiệu ứng màu rất tốt Do đó, sợi tre đã được sử dụng để sản xuất vải, khăn cao cấp, là loại vật liệu dệt mới, xanh, sạch của thế kỷ 21.
1.2.
i là v i n i vòng V i n i vòng là v c ph y các vòng
s i trên b m Vòng s i có th n m kh p ho c t p trung t ng s c, t ng ô, thành ợ ề ặt ợ ể ằ ắ ặ ậ ừ ọ ừ
nh ng hình hoa nhữ ất định, mở ột m t ho c hai mặ ủặ ặ ở t c a v i Nh cả ờ ấu trúc đó, nên
v i n i vòng có tính ch t thả ổ ấ ấm nước thường được dùng làm v i trả ải giường, áo choàng, khăn mặt, khăn tắm…đồng th i, lo i sờ ạ ợi dùng để ệ ả ổ d t v i n i vòng ph i có ả
độ ấm nướ ố th c t t Trên th trư ng hi n nay ch y u là dùng s i bông hay các s i có ị ờ ệ ủ ế ợ ợngu n g c t ồ ố ự nhiên như sợi bamboo (tre), s i modal (sợ ồi), tơ tằm …để ả s n xuất khăn [4, 5, 11]
u d t c a v i n c x p vào lo i ki u d t ph c t
Kiể ệ ủ ả ổi vòng đượ ế ạ ể ệ ứ ạp, thường được
c u t o b i hai h s i d c (h s i d c n n và h s i dấ ạ ở ệ ợ ọ ệ ợ ọ ề ệ ợ ọc vòng) đan với m t h sộ ệ ợi ngang Trên hình 1.13 th hi n m t cể ệ ặ ắt dọc củ ải nổa v i vòng c hai mả ặt [11]
Hình 1.13 Hình vẽ mặt cắt dọc của vải nổi vòng
1.2.1 Phân loại khăn (vải nổi vòng)
a) Phân loạ i theo nguyên li u ệ
Nguyên liệu để làm v i nả ổi vòng thường dùng là s i bông, sợ ợi tơ tằm, s i hóa ợ
học như: Polyester (PE), Polypopilen (PP), s i nhân tợ ạo như: visco, tencel, sợi đậu nành (Soybean), sợi Modal… …ở ạ d ng nguyên ch t hay pha nhi u thành ph n tùy ấ ề ầ
Trang 28theo mục đích sử ụng và để ậ d t n d ng các tính chụ ất ưu việ ủt c a các loại xơ sợ ệi d t Nhưng hiện nay người tiêu dùng đang chú trọng đến nh ng s n ph m sữ ả ẩ ạch, đảm
b o cho sả ức khỏe cũng như thân thiện với môi trường vì thì th ếnhững s n ph m vả ẩ ải
n i vòng làm t s i ổ ừ ợ tre (Bamboo) ngày càng được nhân r ng ộ Sau đây là mộ ố ợt s s i
t ự nhiên thường được dùng trong s n xuả ất khăn
S i tre ( Bamboo) :
t tr i và nhanh chóng tr thành s n ph
được người tiêu dùng tin dùng và l a ch n ự ọ (đã được trình bày trong m c 1.1) ụ
- Khăn sợi tre có kh ả năng hút ẩm c c t t, g p hai l n so v i bông bình ự ố ấ ầ ớthường, t o c m giác thoáng khí mát mẻạ ả và d chễ ịu cho người sử ụ d ng
- Khăn sợi tre có kh ả năng kháng khuẩn tuy t v i và kh mùi c c tệ ờ ử ự ốt, độ ề b n màu c c ự cao nhờ thành ph n ch t di p lầ ấ ệ ục và đồng natri trong sợi tre
- Khăn sợi tre có khả năng chống tia cực tím mạnh bởi tính năng sản sinh ra ion, tạo ra tia hồng ngoại xa và kháng lại tia tử ngoại
- Khăn sợi tre vô cùng mềm mượt, không xơ cứng gây ảnh hưởng đến làn da Đặc biệt, ngay cả khi ướt, khăn sợi tre vẫn đảm bảo độ mềm mại
- Khăn không bị xù lông, độ bền màu cao nên khi giặt tay hay giặt máy không
bị xơ, phai màu
- Một trong những tính năng tuyệt vời của khăn sợi tre đó là khăn tự hủy trong môi trường nhiên sau khi sử dụng, quạn trọng là sự thân thiện với môi trường tự
Si bông (cotton):
- Sợi bông được s d ng ph bi n nh t trong các s n phử ụ ổ ế ấ ả ẩm khăn (khăn mặt, khăn tắm, khăn ăn, áo choàng …), do đặc tính hút th i m t t cả ẩ ố ủa nó Hơn nữa, dùng s i bông d ợ ễchịu khi ti p xúc vế ới da người, hợp v ệ sinh, khăn có độ ố x p cao
- Xơ bông là mộ ết t bào th c v t l y t c a qu ự ậ ấ ừ ủ ả cây bông, được hình thành ngay t lúc các cánh hoa r ng, t bào này m c t h t bông và b tách ra lúc cán nên ừ ụ ế ọ ừ ạ ị
một đầu xơ rách không đều, còn đầu kia nh n và khép kín Thành ph n ch y u cọ ầ ủ ế ủa
xơ bông là xenlulose chiếm 94%, còn l i là sáp bông 0,6%, axit hạ ữu cơ 0,8%, pectin 0,9%, h p chợ ất nitơ 1,3%, tro 1,2%, đường 0,3%, ch t khác 0,9% Tùy theo ấ
Trang 29độ chín của xơ bông, điều ki n khí h u, th ệ ậ ổ nhưỡng c a mi n trủ ề ồng bông, phương pháp thu hoạch (bằng tay hay b ng máy) mà t p chằ ạ ất sẽ nhi u hay ít ề
- Xenlulose là hợp ch t cao phân t , tấ ử ạo cho xơ bông có độ ền cơ họ b c nhất
định, nó thu c v l p hydrat cacbon, c u t o g m ba nguyên t : cacbon 44,4%, ộ ề ớ ấ ạ ồ ốhydro 6,2% và oxy 49,4% khối lượng chung
- Công th c c u t o chung c a xenlulose là (Cứ ấ ạ ủ 6H10O5)n hoặc (C6H7(OH)3)n có
d ng c u trúc phân t ạ ấ ử như trên Hình 1.14
Hình 1.14 Cấu trúc phân tử xơ bông
Viscose (CV, Rayon): Sợi Viscose là sợi nhân tạo được sử dụng nhiều trong ngành dệt may Viscose được tạo ra từ những vật liệu có nguồn gốc cellulose (bột
gỗ, vải vụn…) và trải qua quá trình xử lý để tạo thành sợi Về bản chất Viscose tre
có nhiều tính chất tương tự như bông Tính chất hóa học của xơ viscose và xơ bông giống nhau vì thành phần hóa học của chúng là như nhau nhưng xơ viscose dễ nhuộm hơn xơ bông Tác dụng của nước: độ bền của xơ viscose bị giảm nhiều 40 - 50% khi ở trạng thái ướt Tác dụng của bazơ: viscose kém bền dưới tác dụng của bazơ hơn xơ bông, vì vậy điều kiện tẩy xơ viscose thường sử dụng lượng bazơ ít hơn so với vải bông Tác dụng của acid: xơ viscose kém bền dưới tác dụng của acid hơn xơ bông
Tuy nhiên, do giá thành sợi tre tương đối cao, nên các nhà sản xuất đã tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu bằng cách kết hợp, như kết hợp sợi bông với sợi tre Trong khăn, sử dụng sợi tre làm sợi dọc vòng, sợi bông dùng cho sợi dọc nền và sợi ngang …Như vậy, giảm được giá thành nhưng vẩn nâng cao được chất lượng của khăn, tận dụng được các tính chất ưu việt của các sợi thành phần Đây cũng chính là hướng nghiên cứu của luận văn
Trang 30b) Phân lo i theo công d ạ ụ ng
- Dùng cho may mặc như vải may áo choàng tắm …
- Dùng cho sinh hoạt như làm khăn mặt, khăn tắm, khăn lau…
c) Phân loạ i theo kh i lư ng và ph m vi s d ng ố ợ ạ ử ụ
D a theo khự ối lượng và kích thước, khăn được phân lo i theo khạ ối lượng và kích thước tăng dần theo B ng 1.8 [11] ả
Bảng 1 Bảng phân loại khăn theo khối lượng và phạm vi sử dụng8
d) Phân loạ i theo hình th c hoàn t t ứ ấ
c chia ra: c) là lo y tr p t máy d t ra Khăn đượ v i m cả ộ (khăn mộ ại khăn lấ ực tiế ừ ệ
để ử ụ s d ng không qua x lý hóa h c; v i t y tr ngử ọ ả ẩ ắ là lo i vạ ải đã qua nấu, giũ hồ và
t y kh s c t có màu tr ng; ẩ ử ắ ố để ắ v i màuả là vải đã qua nấu, có th t y tr ng hoể ẩ ắ ặc không, sau đó nhuộm đều m t màu; ộ v i in hoaả là vải được in hình hoa trên n n ềtrắng ho c nặ ền đã nhuộm màu; v i tr n màu ả ộ là vả ệ ừ ợ ản thân đượi d t t s i b c kéo t ừ
xơ nhiều màu tr n l n ộ ẫ
1.2.2 Nguyên lý dệt khăn (vải nổi vòng)
m c u t o, v i n c x p vào lo i v i ph c t p, có hai h
s i dợ ọc đan với m t h s i ngang Nên khác v i dây chuyộ ệ ợ ớ ền công ngh s n xu t v i ệ ả ấ ả
dệt thoi thông thường, công đoạn chuẩn bị ệ d t ph i t o ra 2 d ng bán thành ph m là ả ạ ạ ẩtrục d t s i d c n n và tr c d t s i dệ ợ ọ ề ụ ệ ợ ọc vòng Thường thì do s khác nhau v s c ự ề ứ
Trang 31căng s i trong quá trình d t, khác v nguyên li u s i d c n n và s i d c vòng, nên ợ ệ ề ệ ợ ọ ề ợ ọtrong công đoạn h s i s có các yêu c u k thu t và công ngh ồ ợ ẽ ầ ỹ ậ ệ khác nhau như tỷ ệ l lên hồ, độ giãn, thành ph n dung d ch h cho t ng lo i s i, qu n trên hai thùng dầ ị ồ ừ ạ ợ ấ ệt riêng [7, 11, 12]
C u t o v i nấ ạ ả ổi vòng cũng dựa trên các ki u dể ệt cơ bản hay ki u d t biể ệ ến đổi, thường dùng ki u dể ệt vân điểm tăng dọc 2/1 ho c 3/1 ho c 4/1 cho ki u d t s i d c ặ ặ ể ệ ợ ọ
n n và s i d c vòng, dùng ki u dề ợ ọ ể ệt vân điểm tăng dọc 2/1 ho c 2/2 ho c 3/3 cho ặ ặ
ki u d t biên Trên Hình 1.15 th hi n nguyên lý c u t o v i n i vòng v i s sể ệ ể ệ ấ ạ ả ổ ớ ố ợi ngang trong nhóm là 3 s ợi
Hình 1.1 Nguyên lý dệt vải nổi vòng
Sau m i lỗ ần đặ ợt s i ngang, s i ngang s nợ ẽ ằm cách đường d t m t kho ng H ệ ộ ảxác định Khoảng cách này chính là độ dài vòng s i t o lên trên b m t v i và quyết ợ ạ ề ặ ả
định chi u cao vòng s i (hay còn g i là chi u cao lên bông) là h Sau khi dề ợ ọ ề ệt đủ ố s
s i ngang trong nhóm (3 sợ ợi), cơ cấu ba tăng trên đó có gắn kh s p c nhóm sổ ẽ đậ ả ợi ngang vào sát đường dệt, khi đó hệ ợ s i d c vòng có sọ ức căng nhỏ ẽ s xô l i g p ạ ậthành vòng và n i trên b m t c a v i, nhóm s i ngang s ổ ề ặ ủ ả ợ ẽ trượt trên s i d c n n có ợ ọ ề
sức căng lớn hơn
V thành ph n nguyên li u c a các h s i: s i dề ầ ệ ủ ệ ợ ợ ọc vòng thường dùng s i có ợ
độ săn thấp hơn sợ ọi d c nền, để ạo độ ố t x p cho khăn, do khăn chủ ếu đượ y c dùng làm khăn mặt, khăn tắm, khăn lau nên cần có độ ấm hút nướ ốt Trong khăn, sợ th c t i
Trang 32d c vòng chi m tọ ế ỷ l v khệ ề ối lượng là nhi u nh t, nên tính ch t c a s i d c vòng s ề ấ ấ ủ ợ ọ ẽquyế ịt đ nh ph n nhiầ ều đến độ ề m m m i và kh ạ ả năng thấm hút nướ ủa khăn.c c
S i d c nợ ọ ền thường dùng sợi có độ ền, độ săn cao hơn sợ ọ b i d c vòng S i dợ ọc
n n cùng s i ngang t o ki u dề ợ ạ ể ệt để đan kế ới sợ ọt v i d c vòng, nh ờ đó mà kế ất c u của khăn đượ ổn định Cũng tùy theo công dục ng của khăn, sợ ọi d c n n và s i d c vòng ề ợ ọthường có chi s ố khác nhau nhưng cũng có thể có cùng đ săn ộ
S i ngang có tác d ng t o thành các nhóm d p d - d p thợ ụ ạ ậ ở ậ ật, đan kế ớ ợi t v i s
d n n và s i d c vòng t o nên c u trúc cọc ề ợ ọ ạ ấ ủa khăn Thường sợi ngang có độ ề b n và
độ săn thấp hơn sợ ọi d c nền, đôi khi cùng chi s v i s i d c n n ố ớ ợ ọ ề
1.2.3 Một số đặc điểm của khăn
Theo Nazire Deniz Yilmaz và Nancy B Powell [13], ấ ạ ủa khăn thông c u t o cthường bao g m các ph n sau: ph n lòng bông (n i các vòng s i trên mồ ầ ầ ổ ợ ặt khăn) là
ph n chính cầ ủa khăn, p ần đầu khăn h và ph n cuầ ối khăn (dệt bình thường không có vòng s i n i lên), ph n biên (d t không n i vòng) là ph n ranh gi i giợ ổ ầ ệ ổ ầ ớ ữa các khăn
và biên v i, nả goài ra còn các đường trang trí (có th d t có sể ệ ợi nổi vòng ho c không ặ
có sợi nổi vòng), như trên Hình 1.16
Hình 1.16 Cấu tạo của khăn
Trong một khăn thường có 4 lo i s i: S i d c vòng, s i d c n n, s i d c biên ạ ợ ợ ọ ợ ọ ề ợ ọ
và s i ngang, yêu c u tính ch t v i m i lo i s i là khác nhau tùy theo mợ ầ ấ ớ ỗ ạ ợ ục đích sử
d ng ụ
Trang 33M t s ộ ố đặc tính điển hình của khăn là khả năng thấm hút ch t l ng, tính cách ấ ỏnhiệt, độ xốp và độ ề m m m i, theo Nazire Deniz Yilmaz và Nancy B Powell ạ [13]:
m hút ch t l ng c m d ng s i d c vòng là
Độthấ ấ ỏ ủa khăn cao khi bề ặt khăn sử ụ ợ ọ
sợi bông và có độ sănthấp hơn sợi dọ ềc n n
Tính cách nhi t cệ ủa khăn càng cao khi khăn có độ ầ d y càng cao Do b n chả ất
của xơ bông thường có độ quăn tự nhiên nên khi các xơ phân bố trong s i t o cho ợ ạ
sợi có độ ố x p t ự nhiên Đồng th i, do c u trúc c a v i n i vòng làm cho khoờ ấ ủ ả ổ ảng không khí trong v i càng lả ớn, nên giúp cho khăn bông có độ cách nhi t tệ ốt Độ ầy d
của khăn bông ngoài yếu t nguyên li u còn ph ố ệ ụthuộc vào chi u cao vòng sề ợi
Y u t thành ph n nguyên li u là m t trong các y u t ế ố ầ ệ ộ ế ố có ảnh hưở ng nhiều
đến các tính ch t cấ ủa khăn, quyết định giá thành và hi u qu kinh tệ ả ế Đồng th i, ờ
các thông s công ngh cố ệ ủa khăn như chiều cao vòng s i, mợ ật độ ợ s i d c, sọ ợi ngang, ki u dể ệt… cũng ảnh hưởng nhiều đến các tính chất cơ lý của khăn… Sau đây là mộ ốt s nghiên c u ứ ảnh hưởng v y u t thành ph n nguyên li u và thông s ề ế ố ầ ệ ố
chiề u cao vòng sợi đến các đặ ính cơ lý của khăn bông nói chung và khăn tre nói c t riêng
1.3.1 Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu
Gần đây, sợi tre đã bắt đầu được s d ng ph bi n ử ụ ổ ế trong khăn mặt hay khăn
tắm ở B i vì trong cây tre có ch a nhi u chi t xu t, mứ ề ế ấ ột ch t g i là ấ ọ “Bamboo Kun”,
r t khó cho sinh v t gây b nh ho c côn trùng ấ ậ ệ ặ ảnh hưởng đến cây tre Do đó, tre được tr ng m t cách t nhiên mà không c n thu c tr sâu (Wallace 2005) ồ ộ ự ầ ố ừ [16, 17]
S i tre là m t s i thân thi n vợ ộ ợ ệ ới môi trường, nó có th tái tể ạo và tăng trưởng nhanh (Yueping et al 2010) và là một lo i s i t o ra s n ph m d t có tính kháng khu n t t, ạ ợ ạ ả ẩ ệ ẩ ố
Trang 34ít b ị xù lông và độ nhăn thấp, h p th m m ấ ụ ẩ ồ hôi cao và có độ thoáng khí t t ố(Bambrotex 2007), vì nh ng l ữ ỗli ti trong bề ặt củ m a nó (Gokdal 2007)
Vải tre đòi hỏi ít thu c nhuố ộm màu hơn so với vải bông để nhu m màu mộ ở ức
độ mong mu n Nó h p th thu c màu tố ấ ụ ố ốt hơn và nhanh hơn và hiển th màu s c t t ị ắ ốhơn (Wallace 2005) ảS n ph m d t may t tre có nhu c u cao trên th ẩ ệ ừ ầ ị trường vì tính chất kháng khu n, tính ch t phân h y sinh h c, kh ẩ ấ ủ ọ ả năng hấp th m cao, kh ụ độ ẩ ảnăng thoáng khí và làm khô nhanh ợi tre đả S m b o s ti n nghi trong nhi u ng ả ự ệ ề ứ
d ng khác nhau (Majumdar et al 2011) ụ
M nghiên c u cho th y các nghiên cột ứ ấ ứu trước đây chủ ế ậ y u t p trung vào tính chấ ất h p th ụ nước c a ch t li u s i và d a trên s so sánh s i bông và s i tre Tuy ủ ấ ệ ợ ự ự ợ ợnhiên cũng chưa đủ để so sánh khăn bông và khăn tre dự a trên tu i th c a ổ ọ ủkhăn M c tiêu c a các nghiên cụ ủ ứu là để ể ki m tra kh ả năng thấm nước và đặc tính
độ ứ c ng của khăn sợi tre và khăn sợi bông và để ch ra tu i th ỉ ổ ọ và độ ề b n của khăn bông v i các ki m tra kh ớ ể ả năng chống mài mòn Nghiên c u ứ ảnh hưởng c a chiủ ều cao vòng sợ ếi đ n tính chất cơ lý của khăn là vấn đề ầ c n ph i xem xét.ả
1.3.2 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi
Thông s công ngh d t bao g m thông s m c máy và các thông s k thuố ệ ệ ồ ố ắ ố ỹ ật
c a m t hàng Vi c tính toán và l a ch n các thông s công ngh d t phủ ặ ệ ự ọ ố ệ ệ ải căn cứvào nhi u y u t , cề ế ố ần lưu ý tính chấ ủt c a s i, c u trúc c a vợ ấ ủ ải và đặc điểm c u t o ấ ạ
c a máy d t Thông s mủ ệ ố ắc máy là các đại lượng, kích thước xác định v trí c a sị ủ ợi
dọc đối v i các b phớ ộ ận máy cũng như vị trí tương đối và sức căng của nó trong quá trình d ệt Chỉ tiêu để đánh giá việ ực l a ch n các thông s mọ ố ắc máy tối ưu là độ
đứ ủt c a s i d c nh nh t và chợ ọ ỏ ấ ất lượng v i là t t nh t khi t t c ả ố ấ ấ ả các điều kiện là như nhau
t các thông s công ngh vào nguyên lý ho ng c a các
cơ cấu trên máy d t Theo khuy n cáo c a nhà s n xu t máy d t Sulzer Ruti ệ ế ủ ả ấ ệ [18, 19], i v i m t hàng có s i chi s đố ớ ặ ợ ố Ne 20/1 100% bông, để có mặt khăn bông đều
và đẹp, c n phầ ải điều chỉnh được s ự tương quan giữa các thông s ố như chiều cao
Trang 35vòng s i (mm), kho ng cách d p d H (mm), mợ ả ậ ở ức x s i d c vòng (mm), s c ả ợ ọ ứ căng
sợi dọc vòng (cN) và sức căng sợi dọc nền (cN) như trên Bảng 1.9
Bảng 1.9 Tra cứu chiều cao lên bông và cài đặt thông số công nghệ trên máy dệt
Trong ph m vi nghiên c u c a luạ ứ ủ ận văn, tác giả đã tìm hiểu m t s nghiên ộ ố
c u ứ ảnh hưởng c a thông s công ngh ủ ố ệchiều cao vòng sợi đến m t s tính chộ ố ất cơ
lý của khăn pha tre
1.3.2.1 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt của khăn tre
Trong một nghiên c u c a Huda Habib ứ ủ [14], nguyên liệu 100% sợi tre để ả s n
xuất khăn, vớ ợ ọi s i d c n n và sề ợi ngang có độ ả m nh Ne 24/2, s i d c vòng Ne 20/2 ợ ọ
với độ săn thấp hơn sợi d c n n, có chi u cao vòng sọ ề ề ợi thay đổi là 3, 5 và 7mm;
mật độ vòng s i lợ ần lượt là 30, 50 và 70 vòng s i/cmợ 2 Độ ền kéo đứt đượ b c xác
định theo tiêu chu n AS™D 5034 K t qu nghiên cẩ ế ả ứu độ ền kéo đứt theo hướ b ng
dọc được th hi n trên Hình 1.ể ệ 17 và độ ền kéo đứt theo hướ b ng ngang trên Hình 1.18
Trang 36Hình 1.17 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt theo hướng
dọc của khăn tre 100% với các mật độ thay đổi
cho th y, khi chi u cao vòng s b t theo Trên đồ thị ấ ề ợi tăng thì độ ền kéo đứ
hướng d c gi m, cọ ả ấu trúc khăn thay đổi, liên k t gi a các h s i yếu đi Đặế ữ ệ ợ c bi t là ệ
độ ền kéo đứt theo hướ b ng d c cọ ủa khăn có mật độ vòng s i cao tợ ốt hơn khăn có
mật độ vòng s i th p ợ ấ
Hình 1.18 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ bền kéo đứt theo hướng
ngang của khăn tre 100% với các mật độ thay đổi
b ng d c, khi chi u cao vòng sTương tự như độ ền kéo đứt hướ ọ ề ợi tăng thì độ
bền kéo đứt theo hướng ngang đều gi m và mả ật độ vòng s i càng thợ ấp thì độ ền b
đứt cũng thấp
Trang 371.3.2.2 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mềm mại và độ mịn của khăn tre.
Cũng trong môt nghiên cứ ủ Habib [14], đã đánh giá độ ề ạ
độ m n cị ủa khăn tre 100% trên hệ th ng PhabrOmeter, theo tiêu chu n AATCC ố ẩTM202 cho đánh giá bằng tay đưa ra chỉ ố s m m m i và ch s m n cề ạ ỉ ố ị ủa khăn, với các điều ki n thí nghiệ ệm như đã nêu ở 1.3.2.1 Ảnh hưởng c a chi u cao vòng s i ủ ề ợ
và mật độ vòng sợi đến độ m m m i th hiề ạ ể ện trên Hình 1.19 và độ m n trên Hình ị1.20
Hình 1.19 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mềm mại của khăn tre
Hình 1.20 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mịn của khăn tre
Trang 38y trong ph m vi nghiên c u cho th y, khi chi u cao vòng s
m m mề ại và độ ị m n của khăn đều gi m Mả ật độ vòng sợi càng cao độ ề m m và m n ị
Hình 1.21 Ảnh hưởng của chiều cao vòng sợi đến độ mao dẫn nước của khăn tre
K t qu nghiên cế ả ứu cũng đã cho thấy khi chi u cao vòng sề ợi tăng, cùng với
mật độ vòng sợi tăng thì độ mao dẫn nước đều gi m ả
1.4.
C u trúc cấ ủa khăn, các đặc tính cơ lý của khăn phụthuộ ấc r t nhi u vào yề ế ốu t thành ph n nguyên liầ ệu Các nghiên cứu đã cho thấy s i tre có nhiợ ều tính năng vượt trội như độ ềm, độ ịn, độ m m thoáng khí và kh ả năng thấm hút nướ ốc t t Hi n nay, ệnhi u doanh nghi p dề ệ ệt khăn đang nghiên cứu để nâng cao chất lượng và đa dạng
s n phả ẩm, trong đó phả ể đếi k n s n phả ẩm khăn cao cấp làm t sừ ợi tre mang thương
hiệu Mollis được sản xuất tại Tổng công ty c ph n Phong Phú ổ ầ
Bên cạnh đặc tính c a nguyên liủ ệu, để ả s n xuất khăn chất lượng thì c n phầ ải
có s nghiên c u tìm hiự ứ ểu các tính năng công nghệ ủ c a thi t b ế ị cũng như các yế ốu t công ngh k thu t dệ ỹ ậ ệt ảnh hưởng đến đặc tính c a s n phủ ả ẩm M t trong nh ng ộ ữ
Trang 39thông s công ngh có ố ệ ảnh hưởng nhiều đến tính ch t cấ ủa khăn đó là chiều cao vòng s i Các công trình nghiên cợ ứu cũng đã cho thấy đượ ảnh hưởc ng c a chi u ủ ềcao vòng sợi đến mộ ốt s tính ch t của khăn tre như độ ền kéo đứt, độ ềm mai, độấ b m
m n c m giác s ị ả ờ tay và độ mao dẫn nước…Việc nghiên c u thông s công ngh dứ ố ệ ệt
nh m khai thác hi u qu m t hàng s n xuằ ệ ả ặ ả ất cũng như thiế ị ệt trong nướt b d c là còn rất ít
t o ra s n ph m mang tính c nh tranh cao c v giá c
lượng s n ph m, trong luả ẩ ận văn đã nghiên cứ ảnh hưởu ng c a chi u cao vòng s i ủ ề ợ
đến các tính ch t k thu t cấ ỹ ậ ủa khăn tre pha bông, trong đó sợ ọi d c n n và s i ngang ề ợ100% bông còn sợi dọc vòng là sợi tre pha bông
Trang 40- Xác định t l khỷ ệ ối lượng thành ph n nguyên li u trầ ệ ong khăn tre pha bông,
m i quan h gi a chi u cao vòng s i v i khố ệ ữ ề ợ ớ ối lượng g/m2và độ dày của khăn Xác đinh các tính chất cơ lý của khăn như độ ền kéo đứt, độ giãn đứt tương đối, độ ề b b n
xé rách, độ mao dẫn nước, độ thoáng khí v i các mớ ẫu khăn có chiều cao vòng s i ợkhác nhau
- Nghiên c u ứ ảnh hưởng chi u cao vòng sề ợi đến các đặc tính cơ lý khăn tre pha bông
Để ự th c hi n mệ ục đích nghiên cứu c a luủ ận văn, đối tượng đượ ực l a chọn đểnghiên cứu là khăn sử ụ d ng s i tre pha bông (ợ Ne 30/2) làm s i dợ ọc vòng, sơi bông 100% (Ne 16/1) làm s i d c n n và s i ngang V i 4 mợ ọ ề ợ ớ ẫu khăn có chiều cao vòng bông khác nhau: M1– 2,5 mm, M2 3,5 mm, M3 4,5 mm, M4 5,5 mm, ệ – – – d t trên máy d t Giệ ắc ca điệ ửn t Sulzer Ruti (Thụy Sĩ), nguyên liệu s i có các thông s ch ợ ố ỉtiêu cơ lý như Bảng 2.1 Sau khi dệt, khăn mẫu được qua công đoạn ti n x ề ử lý giũ