Nghiên cứu ảnh hưởng của chất liệu sợi dệt và quá trình nhuộm tới khả năng ngăn ngừa tia uv của vải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LƯU THỊ THO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LIỆU SỢI DỆT VÀ QUÁ TRÌNH NHUỘM TỚI KHẢ NĂNG NGĂN NGỪA TIA UV CỦA VẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển khoa học mang lại nhiều lợi ích chất lượng sống loài người, gây biến đổi, tác động xấu lên môi trường sức khoẻ người Vấn đề thủng tầng ozon khí thải gây mà chủ yếu CFC vấn đề thu hút quan tâm lớn toàn cầu Khi tầng ozon bị hao mòn làm giảm khả hấp thụ tia UV chiếu xuống trái đất, gây nguy mắc bệnh ung thư da Nhiều nhà nghiên cứu có nhà nghiên cứu cơng nghệ dệt, nghiên cứu để tìm giải pháp để giảm tác động nguy hại tia UV gây cho sức khỏe người Sản phẩm dệt ngăn ngừa tia UV phương pháp bảo vệ hữu hiệu tiện lợi ứng dụng thành cơng thương mại giảm tỉ lệ mắc bệnh ung thư diện rộng vì: 1- Sản phẩm dệt may hay quần áo sản phẩm mang tính văn hóa xã hội phổ biến; 2- Phương pháp sản xuất không phức tạp hiệu cao với tỉ lệ ngăn ngừa tia UV cao Trong điều kiện sống nay, yêu cầu sử dụng sản phẩm dệt may không chức phục vụ nhu cầu mặc thông thường mà cịn phải đáp ứng u cầu khác tính thẩm mỹ, tính tiện nghi tính bảo vệ Ví dụ sản phẩm may mặc dùng mùa hè phải đẹp, thống mát, giữ ẩm tốt mà cịn có thêm chức ngăn ngừa tia UV để đảm bảo yêu cầu bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cứu để tăng khả ngăn ngừa tia UV vải Các kết nghiên cứu công bố cho thấy khả ngăn ngừa tia UV vải phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất liệu, cấu trúc vải, mầu sắc Tuy nhiên, Việt Nam việc nghiên cứu chưa quan tâm mức Đây lý thúc đẩy chúng tơi thực đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng chất liệu sợi dệt trình nhuộm tới khả ngăn ngừa tia UV vải'' Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Trong khuân khổ luận văn cao học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nội dung nghiên cứu phần đề tài 01C - 01/07 - 2009 - 02 triển khai nghiên cứu, với mong muốn rút số luận khoa học, làm sở cho việc phát triển sản phẩm dệt may có khả ngăn ngừa tia UV Mục đích nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng số yếu tố liên quan tới trình tạo màu tới khả ngăn ngừa tia UV vải Mục đích đạt dựa việc nghiên cứu ảnh hưởng số vật liệu dệt, sắc màu, cường độ màu số lớp thuốc nhuộm sử dụng tới khả ngăn ngừa tia UV vải Thông qua việc nghiên cứu quan hệ giá trị ngăn ngừa tia tử ngoại (UPF) số chất liệu vải sắc màu, cường độ màu lớp thuốc nhuộm sử dụng khác để xác định sắc màu, cường độ màu, chất liệu vải, lớp thuốc nhuộm sử dụng phù hợp cho phép ngăn ngừa tia UV tốt Nội dung nghiên cứu luận văn gồm: - Tổng quan vật liệu dệt ngăn ngừa tia UV bao gồm: Lý thuyết tác động tia UV đến da, khả ngăn ngừa tia UV yếu tố ảnh hưởng đến khả ngăn ngừa tia UV vải - Xác định mục tiêu, đối tượng nội dung nghiên cứu Lựa chọn phương pháp nghiên cứu, thiết bị thí nghiệm phù hợp cho q trình nghiên cứu khả ngăn ngừa tia UV số vật liệu dệt - Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng sắc mầu, cường độ màu số lớp thuốc nhuộm sử dụng cho số loại vật liệu dệt khác tới khả ngăn ngừa tia UV vải Luận văn tiến hành phịng thí nghiệm hóa dệt, phịng thí nghiệm vật liệu dệt trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Dệt May công ty Dos Tex Việt Nam Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý thuyết tác động tia UV người 1.1.1 Đặc điểm phân loại xạUV 1.1.1.1 Đặc điểm phân loại tia UV Bức xạ mặt trời có phổ lượng liên tục với dải bước sóng khoảng từ 0,7 nm đến 3000 nm Bức xạ mặt trời có bước sóng nhỏ 175 nm bị oxy bầu khí (ở độ cao100 km) hấp thụ Bức xạ UV – C có bước sóng tới 280 nm ngăn tầng ozon khí (ở độ cao 15- 30 km so với mặt nước biển), xạ không liên quan đến vấn đề quan tâm Bức xạ hồng ngoại có bước sóng lớn 800 nm bị suy yếu bị hấp thụ nước không khí Nhiều hợp chất oxy nitơ có khả hấp thụ xạ UV tốt so với xạ mặt trời có bước sóng lớn Phân tử O2, N2, nguyên tử oxy khí hấp thụ bước sóng 85 nm, cịn nguyên tử oxy hấp thụ chủ yếu bước sóng từ 85 – 200 nm Phân tử ozon (O3) hấp thụ tất bước sóng cịn lại từ 200 đến 288 nm Ngoài tầng ozon hấp thụ hầu hết xạ tới 340 nm Bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất có dải bước sóng từ 280 nm đến 3000 nm (bảng 1.1 cho biết phụ thuộc cường độ xạ lượng lượng tử phát xạ với chiều dài bước sóng) Da người cần phải bảo vệ ngăn ngừa tia UV, chủ yếu loại UV – B Bảng 1.1 cho thấy xạ dải chiếm 6,1 % tổng số xạ Đồng thời dải xạ có lượng lượng tử cao (năng lượng lượng tử tỉ lệ nghịch với chiều dài bước sóng) Năng lượng lượng tử tia UV độ lớn lượng liên kết phân tử hữu Bức xạ UV – B có khả phá hủy mạnh Bởi vậy, cường độ phân bố xạ UV phụ thuộc hầu hết vào góc tới (có quỹ đạo khác qua bầu khí quyển) Do xạ không đồng theo ngày, mùa vị trí địa lý Như xạ có hại ánh sáng mặt trời vào lúc trưa nguy hiểm lúc sáng hay tối, vào mùa hè nguy hiểm mùa đơng, vùng xích đạo nguy Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho hiểm so với vùng cực trái đất Lượng xạ UV có hại tăng dần lên cao dần (tăng khoảng 20% độ cao 1000m) nơi ánh sáng mặt trời bị phản xạ (trên băng, tuyết, mặt nước…) Bảng 1.1: Cường độ phân loại xạ bề mặt trái đất chiếu bình thường vào mùa hè [20] (nm) Dải bước sóng Cơng suất xạ W/m % Năng lượng photon trung bình (kJ/mol) Bức xạ UV – B 280 – 320 0,5 – 6,15 400 Bức xạ UV – A 320 – 360 360 – 400 27 36 2,4 – 6,15 3,2 – 6,15 350 315 Ánh sáng khả kiến 400 – 800 580 51,8 200 Bức xạ hồng ngoại 800 – 3000 472 42,1 63 Tia UV-B vừa có ích lợi gây hại cho người Bức xạ có tác dụng chìa khóa cho q trình tổng hợp Vitamin D tích lũy da cần thiết cho phát triển cân đối xương, cần phơi sáng phần thể mặt, tay, chân thời gian 10 đến 15 phút lần tuần Bên cạnh tia UV – B kích thích sản xuất hóc mơn tế bào biểu bì, có vai trị quan trọng việc giảm cân, giải phóng lượng, tái tạo rám nắng cho da Tuy nhiên phơi nắng 15 phút ngày nắng mùa hè gây tượng cháy nắng cấp tính Đỉnh đường cong tác động gây ban đỏ loại da nằm bước sóng 297 nm (hình 1.1) Phơi nắng thường xuyên (vài tháng đến vài năm) tia UV – B bị bệnh ngứa da, kết vảy, đục thủy tinh thể ung thư da Bệnh ung thư da thực tế phát triển qua nhiều năm sau da bị cháy phơi tia UV – B, đặc biệt phơi nắng nhiều liên tục trước tuổi 18 Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Vùng có khả sát trùng Độ nhạy Vùng gây ban đỏ Vùng khả biến 250 300 350 400 Bước sóng/nm Hình 1.1: Sự tác động tia UV – A UV – B [20] 1.1.1.2 Chỉ số ngăn ngừa xạ tử ngoại Trong nghiên cứu ảnh hưởng tia tử ngoại với da người, nghiên cứu phương pháp bảo vệ da người, người ta thường sử dụng số ngăn ngừa ánh sáng trời (SPF) số ngăn ngừa tia tử ngoại (UPF) Chỉ số SPF (Sun protection factor): số ngăn ngừa ánh nắng mặt trời cho biết người mặc quần áo chịu đựng tác động mặt trời mà không bị ảnh hưởng đến sức khỏe (nguy hiểm đến da) Hệ số bảo vệ ngăn ngừa tia UV (UPF) so sánh với hệ số bảo vệ với ánh nắng mặt trời (SPF) phụ thuộc vào loại da Tương tự với số SPF, Chỉ số UPF sử dụng để đánh giá mức cản ánh nắng mặt trời Trị số SPF xác định qua việc thử nghiệm người, trị số UPF dùng để xác định khả ngăn ngừa tia UV cho vải dựa sở phép đo thiết bị độ truyền UVR sử dụng máy đo quang phổ xạ Ví dụ nguyên liệu với UPF 20 cho phép 1/20 xạ UV tác động lên bề mặt qua Điều có nghĩa nguyên liệu ngăn lại 95% xạ UV cho truyền qua 5% Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Bảng 1.2: Phân loại da theo hệ số bảo vệ ngăn ngừa tia UV (UPF) [14] Chỉ số UV Da trẻ em Da loại I Da loại II Da loại III Da loại IV Da loại V 3–4 UPF 15 UPF 15 UPF 10-15 UPF 10-15 UPF 10 UPF 5-10 5–6 UPF 15-25 UPF 15-20 UPF 15 UPF 10-15 UPF 10 UPF - 10 7–8 UPF 25-35 UPF 25-35 UPF 15-20 UPF 15 UPF 15-20 UPF 10 Trên UPF 25-35 UPF 25-35 UPF 20-25 UPF 15-20 UPF 25 UPF 20 1.1.2 Phân loại da Hàng năm nhiều người muốn phơi nắng để có da rám nắng chưa quan tâm tới thời gian tối đa cho phép phơi tia UV bao nhiêu, điều phụ thuộc nhiều vào đặc điểm loại da, thời điểm khu vực khác trái đất Thông thường cường độ tối đa UV – C UV – B 0,1 uW/cm2 (= 0,001 W/m 2); UV – A mW/cm2 (= 10 W/m2); với ánh sáng khả kiến cd/cm ( = 10000 cd/m2); tia hồng ngoại 10 mW/cm2 ( = 100W/m2) Cũng dựa vào độ nhạy cảm da với ánh sáng khả tạo sắc tố da, người ta chia làm loại da với thời gian tự bảo vệ khác (Bảng 1.3) Bảng 1.3: Phân loại da theo nhạy cảm với tia UV [9] Loại da Lượng tới hạn gây đỏ da (mJ/cm2) 15 – 30 Thời gian tự bảo vệ (phút) Màu da I Trắng II 25 – 35 – 12 III Trắng (hơi đen loại I) Nâu nhạt 30 – 50 10 – 15 IV Nâu 45 – 60 15 – 20 V Nâu đậm 60 – 100 20 – 35 VI Đen nâu sẫm 100 – 200 35 – 70 Ngành CN Vật liệu Dệt May – 10 Sự phản ứng da Dạ bị rám nhanh, không bị sạm hắc tố Dễ bị lão hóa da bị ung thư da Da bị rám nhanh, bị sạm hắc tố da Rám vừa, da bị cháy sạm hắc tố da Da bị rám ít, bị cháy sạm hắc tố da Da bị rám ít, tạo nhiều hắc tố Da không bị rám, tạo nhiều sắc tố đủ để bảo vệ da Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Thời gian ngăn ngừa tia UV tối đa = Giá trị UPF x thời gian tự bảo vệ Ngồi cịn đánh giá mức độ nguy hiểm tia UV theo thời gian tác động: Mức độ đốt cháy số UV Hiếm Thỉnh thoảng Trung bình Thường xuyên Mức độ đốt cháy Cách sử dụng đồ thị 1Hình 1.2: Mức độ5nguy hiểm tia UV 10 theo 11 thời 12 Tối thiểu Thấp Trung bình Cao Nguy hiểm Chỉ số UV 1)Trục ngang biểu diễn số UV ngày 2)Độ đậm nhạt thể mức độ đốt gianhiện tác động cháy 3)Trục thẳng đứng biểu diễn khoảng thời gian tác động lên da Khoảng (mJ/cm ) cho mức độ đốt cháy: 10-30:thường xuyên, 30-50:trung bình, 40-75:thỉnh thoảng, 50-120:Hiếm Hình 1.2: Mức độ nguy hiểm tia UV theo thời gian [14] 1.2 Tác hại tia uv da Khi xạ mặt trời người bị tác động cấp tính mãn tính lên da, mắt hệ thống miễn dịch Trước người ta thường quan niệm sai lầm cho có da màu sáng cần phải quan tâm đến việc phơi nắng Da đen bảo vệ tốt với sắc tố màu tối, tỉ lệ ung thư da thấp so với da màu sáng Tuy nhiên, bệnh ung thư da xảy với nhóm da màu đen thường phát muộn giai đoạn nguy hiểm Tác động cấp tính biết đến nhiều tác động xạ UV tượng ban đỏ da, giống da bị tấy đỏ gọi cháy nắng Hầu hết da người bị rám xạ UV kích thích sản xuất hắc tố sau vài ngày phơi nắng Hiện Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho tượng cháy nắng phụ thuộc vào loại da, ngưỡng gây ban đỏ loại da khả thích nghi với phơi sáng da, giống da bị tấy đỏ gọi cháy nắng Hầu hết da người bị rám xạ UV kích thích sản xuất hắc tố sau vài ngày phơi nắng Tác động giảm nhiều vùng da dày hay người có da dày tia UV bị ngăn chặn vào lớp sâu da Lớp keo sừng Tế bào tạo hắc tố Tế bào Mao quản Nguyên bào sợi Lympho bào Đại thực bào Dưỡng bào Bạch cầu hạt Mô da Hình 1.3: Bức xạ UV xuyên vào da [12] Tác động mãn tính gây số biến đổi thối hố tế bào, lớp mơ mạch máu da Những tác động biểu tàn nhang, kết hạt đốm, vùng sắc tố nâu lan rộng da Bức xạ UV tăng q trình lão hóa da làm tính đàn hồi da dẫn đến da bị nhăn khô ráp Đặc biệt tia UV – A UV – B sâu vào da gây bệnh ung thư (hình 1.4) Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Hình 1.4: Bướu thịt Kaposi, ung thư biểu mơ tuyến chất nhờn, ung thư biểu mô tế bào merkel [5] Bệnh ung thư da với khối u lành (Non – melanoma skin cancers - NMSC) gồm tế bào ung thư biểu mơ tế bào ung thư hình vảy Bệnh không gây tử vong phải phẫu thuật thường để lại vùng da xấu Nguồn gốc bệnh xác định phơi nắng thường bị phận thể tiếp xúc với ánh sáng tai, mặt, cổ, cánh tay Ở số quốc gia người ta thấy có liên quan tăng dần tỉ lệ mắc bệnh vùng có vĩ độ giảm dần có cường độ UV cao Hình 1.5: Ung thư da ác tính [13] Mặc dù khối u ác tính (Malignant melanoma – MM) xuất ung thư lành tính lại nguyên nhân gây tử vong Bệnh chẩn đoán Ngành CN Vật liệu Dệt May Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho vải lọt vào bảng xếp hạng bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt (mức trung bình bảng xếp hạng vải có khả ngăn ngừa tia UV) với khả che chắn tia UV khoảng 93,3-95,9% ( bảng1.12 trang 29) Nhưng tính chất vải PET có tính tiện nghi thấp khơng phù hợp thiết kế sản phẩm may mặc mùa hè sử dụng điều kiện tiếp xúc với ánh nắng có xạ cao Để khắc phục nhược điểm này, luận văn tiếp tục lựa chọn vải Pe/co (65/35) có bồ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV q trình nhuộm * Để giải thích chất giá trị UPF vải PET sau nhuộm nghiên cứu khảo sát khả hấp thụ tia UV dung dịch TNPT trước nhuộm Kết khảo sát thể hình 3.16 Khả hấp thụ tia UV dung dịch TNPT màu CSGT 2,5 Abs 1,5 0,5 40 39 38 37 36 36 35 34 33 32 32 31 30 29 28 28 0 Bước sóng (nm ) Hình 3.16: Khả hấp thụ tia UV dung dịch TNPT nhuộm màu CSGT vải PET Hình 3.16 cho thấy: - Trong khoảng 315-400 nm tương đương tia UVA, khả hấp thụ tia UV dung dịch thuốc nhuộm không thay đổi rõ ràng Khả hấp thụ tia UV không thay đổi theo suốt khu vực từ 340-400nm - Ở khu vực bước sóng từ 315-280 nm tương đương tia UVB, khả hấp thụ dung dịch TNPT tăng nhanh, đạt giá trị cực đại bước sóng 300 nm Vậy ta thấy dung dịch TNPT có khả hấp thụ tia UVB cao Ngành CN Vật liệu Dệt May 81 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Quan sát hình 3.16 cho phép giải thích rõ chất ngăn ngừa tia UV tốt màu CSGT nhuộm vải PET TNPT Kết đánh giá khả ngừa tia UV mẫu vải Pe/co (65/35) phối ghép màu CSGT cặp TNPT- HN bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV Để cải thiện cho vải Pe/co (65/35) nhuộm ghép màu vàng CSGT có khả ngăn ngừa tia UV tốt nữa, luận văn lựa chọn cặp TNPT- HN bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV vào trình nhuộm pha (TNHN) Mẫu nhuộm xong đo màu máy quang phổ để so sánh với màu CSGT sử dụng, lựa chọn mẫu giống (giá trị ∆E < 1) Mẫu lựa chọn, tiếp tục đo màu máy đo màu quang phổ tử ngoại khả kiến UV- VIS 4802 UNICO Từ giá trị T đo được,giá trị UPF mẫu vải tính theo cơng thức (2.2 trang 56) trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9: Giá trị UPF vải Pe/co (65/35) nhuộm màu CSGT cặp TNPH-HN bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV Màu ghép Giá trị UPF tuyệt Giá trị UPF đối tương đối (%) 22,98 100 28,18 123 28,61 124 Vải Pe/co nhuộm cặp TNPT- HN Vải Pe/co nhuộm cặp TNPT- HN + Rayosal C Vải Pe/co nhuộm cặp TNPT- HN + Tingfast cel liq Từ kết bảng 3.9, giá trị UPF lớp thuốc nhuộm thể qua đồ thị hình 3.17 Ngành CN Vật liệu Dệt May 82 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho M àu ghép CSGT 30 25 20 UPF 15 10 TNPT- HN TNPTHN- HN+ Rayosan C TNPT- HN+ Tinofast cel liq Thuốc nhộm + Hóa chất kháng tia UV Hình 3.17: So sánh giá trị UPF vải Pe/co nhuộm màu CSGT cặp TNPT- HN bổ sung hóa chất ngăn ngừa tia UV Kết hình 3.17 cho thấy: - Hóa chất ngăn ngừa tia UV vải cho phép tăng đáng kể khả ngăn ngừa tia UV vải - Các loại hóa chất hãng sản xuất khác có khả ngăn ngừa tia UV khác chút Cụ thể, giá trị UPF mẫu vải pe/co (65/35) nhuộm cặp TNPT- HN 22,98 sau bổ sung q trình nhuộm 1% hóa chất ngăn ngừa tia UV Rayosal C giá trị UPF 28,18 (tăng gấp 1,23 lần) bổ sung 1% Tinofast cel liq giá trị UPF 28,61 (tăng 1,24 lần) - Nếu lựa chọn vải Pe/co (65/35) nhuộm màu vàng CSGT cặp TNPT- HN có bổ sung hóa chất ngăn ngừa tia UV vào trình nhuộm cải thiện khả ngăn ngừa tia UV cho vải nhiều mà tăng thêm chi phí 1.000 đồng 1m vải (tiền mua hóa chất ngăn ngừa tia UV) Với giá trị UPF vải lọt vào bảng xếp hạng bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt (mức trung bình bảng xếp hạng vải có khả ngăn ngừa tia UV) với khả che chắn tia UV khoảng 96,0- 97,4% (bảng 1.12 trang 29) Tuy nhiên, muốn cải thiện khả ngăn ngừa tia UV tăng nồng độ hóa chất ngăn ngừa tia UV sử dụng cao Còn muốn tăng giá trị UPF vải mức bảo vệ tuyệt vời (mức cao bảng xếp hạng vải có khả Ngành CN Vật liệu Dệt May 83 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho ngăn ngừa tia UV với giá trị UPF= 40- 50+) với khả che chắn ≥ 97,5 (bảng 1.12 trang 29), phải tiến hành nghiên cứu theo phương pháp xử lý hoàn tất đặc biệt với hóa chất ngăn ngừa tia UV đặc biệt 3.2.2.3 Tổng hợp giá trị UPF vải nhuộm màu CSGT sử dụng theo phương án nguyên liệu nhuộm với nhiều phương án khác Khả ngăn ngừa tia UV vải nhuộm màu CSGT sử dụng theo phương án nguyên liệu nhuộm với nhiều phương án khác nhau, so sánh với vải Pe/vi màu CSGT sử dụng tổng hợp bảng 3.10 Bảng 3.10: Tổng hợp so sánh giá trị UPF vải nhuộm màu CSGT sử dụng nguyên liệu nhuộm với nhiều phương án khác Loại vải Bông (100%) Pe/co (65/35) PET (100%) Pe/co (65/35) Khối lượng vải (g/m2) Lớp thuốc nhuộm TNTT TNHT TNHN TNPT- HT TNPT- HN TNPT TNPT- HN + Rayosal C TNPT- HN + Tinofast cel liq 190 205 189 205 Giá trị UPF 8,71 12,91 16,67 20,49 22,98 24,99 28,18 28,61 Từ kết bảng 3.10, giá trị UPF loại vải nhuộm màu CSGT thể qua đồ thị hình 3.18: Ngành CN Vật liệu Dệt May 84 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho Màu ghép cảnh sát giao thông 28,18 30 28,61 24,99 22,98 25 20,49 16,67 20 12,91 UPF 15 8,71 10 0,46 CSGT TNTT TNHT TNHN TNPT- HT TNPT- HN TNPT TNPTHN- TNPTHN+ HN+ RayosanTinof ast C cel liq Thuốc nhuộm Hình 3.18: So sánh giá trị UPF loại vải nhuộm lớp thuốc nhuộm với màu CSGT sử dụng Kết hình 3.18 cho thấy: Để có màu CSGT sử dụng loại vải có khối lượng tương đương từ 190- 205 g/m2, có chi số sợi dọc, sợi ngang mật độ sợi nhau, nhận thấy: - Vải bơng có tính tiện nghi cao nhuộm TNTT TNHT, cải thiện khả ngăn ngừa tia UV vải nhiều so với vải chưa nhuộm, tăng gấp 1,89 2,8 lần so với vải CSGT sử dụng Nhưng chưa xếp hạng vào nhóm vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt giá trị UPF nhỏ 15 Chỉ có vải bơng nhuộm TNHN lọt vào nhóm vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt - Nếu thay chất liệu chất liệu Pe/co nhuộm cặp TNPT-HT hay TNPT- HN, với giá trị UPF 20,49 22,98 Chúng ta thấy khả ngăn ngừa tia UV trường hợp đủ đạt mức tốt - Chỉ sử dụng chất liệu PET giá trị UPF vải đạt giá trị 24,99, với giá trị vải đánh giá khả ngăn ngừa tia UV đạt mức tốt (96,0- 97,4) (bảng 1.12 trang 29) Ngành CN Vật liệu Dệt May 85 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho - Tuy nhiên, chất liệu PET 100% không phù hợp cho người sử dụng mùa hè nóng tính tiện nghi thấp - Vậy, để cải thiện khả ngăn ngừa tia UV vải nên lựa chọn chất liệu Pe/co (65/35) có bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV vào q trình nhuộm mà không làm tăng đáng kể giá thành sản phẩm, làm tăng giá trị UPF nhiều (gấp 62 lần so với màu CSGT sử dụng nay) 3.3 Kết luận Chương - Từ kết từ nghiên cứu nội dung cho thấy: + Màu sắc vải đóng vai trị quan trọng việc ngăn ngừa tia UV vải Giữa mầu đỏ, navy blue vàng, mầu navy blue cho phép vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt nhất, tiếp đến mầu đỏ cuối mầu vàng + Cường độ lên mầu vải (giá trị K/S) tăng theo nồng độ thuốc nhuộm sử dụng, trị số UPF vải tăng dần theo nồng độ thuốc nhuộm sử dụng Tuy nhiên, trị số UPF vải đạt giá trị cực đại sớm nhiều so với giá trị K/S cực đại Nếu so giá trị K/S UPF đạt giá trị cực đại với giá trị K/S max thấy: UPF đạt cực đại, K/S vải nhuộm thuốc nhuộm xanh đạt 22 % so với giá trị K/S max thuốc nhuộm xanh Đối với mầu đỏ vàng, giá trị UPF đạt cực đại giá trị K/S đạt khoảng 46% giá trị K/S max Như vậy, quan tâm đến khía cạnh ngăn ngừa tia UV, vải mặc mùa hè khơng cần nhuộm với nồng độ thuốc nhuộm cao, vừa cho phép tiết kiệm thuốc nhuộm vừa tránh thải nhiều hóa chất thuốc nhuộm môi trường dung dịch thải sau nhuộm Hơn nữa, vải nhuộm với với nồng độ thuốc nhuộm thấp có khả phản xạ cao phổ khả kiến (380-700 nm), hấp thụ lượng thấp cho phép người mặc cảm thấy mát Đối với thuốc nhuộm, giá trị UPF cực đại khoảng 20 tương ứng mức bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt với khả che chắn tia UV khoảng 93,3-95,9% Các sản phẩm may mặc mùa hè cần có khả ngăn ngừa tia UV cao phải có xử lý đặc biệt ngăn ngừa tia UV Vải sử dụng nghiên cứu vải bơng có khối lượng 190g/m loại vải tương đối nặng thường sử dụng để may quần, vải may áo sơ mi mùa hè có khối lượng nhẹ khả ngăn ngừa Ngành CN Vật liệu Dệt May 86 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho tia UV thấp Vậy để vải mặc mùa hè có khả ngăn ngừa tia UV tốt hơn, đạt mức tốt mức tuyệt vời, vải cần phải xử lý đặc biệt ngăn ngừa tia UV - Kết từ nghiên cứu nội dung cho thấy: + Chất liệu dệt có ảnh hưởng lớn đến khả ngăn ngừa tia UV vải Trong loại vải: Bông (100%), Pe/co (65/35), PET (100%) vải PET có khả cản tia UV tốt nhất, tiếp đến vải Pe/co 65/35 cuối vải bơng + Lớp thuốc nhuộm có ảnh hưởng lớn tới khả ngăn ngừa tia UV vải Trên vải nhuộm lớp thuốc nhuộm: TNTT, TNHT TNHN, thuốc nhuộm hồn nguyên có khả ngăn ngừa tia UV tốt nhất, tiếp đến thuốc nhuộm hoạt tính cuối thuốc nhuộm trực tiếp + Để có màu CSGT sử dụng loại vải có khối lượng tương đương từ 190- 205 g/m2, có chi số sợi dọc, sợi ngang mật độ sợi nhau, nhận thấy: - Vải bơng (100%) có tính tiện nghi cao nhuộm TNTT TNHT, cải thiện khả ngăn ngừa tia UV vải nhiều so với vải chưa nhuộm, tăng gấp 1,89 2,8 lần so với vải CSGT sử dụng Tuy nhiên với mức độ chưa xếp hạng vào nhóm vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt giá trị UPF nhỏ 15 Chỉ có vải bơng nhuộm TNHN lọt vào nhóm vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt - Nếu thay chất liệu chất liệu Pe/co (65/35) nhuộm cặp TNPT-HT hay TNPT- HN, với giá trị UPF 20,49 22,98, khả ngăn ngừa tia UV trường hợp đủ đạt mức tốt - Chỉ sử dụng chất liệu PET 100% giá trị UPF vải đạt giá trị 24,99, với giá trị vải đánh giá khả ngăn ngừa tia UV đạt mức tốt (96,0- 97,4) (bảng 1.12 trang 29) - Tuy nhiên, chất liệu PET 100% không phù hợp cho người sử dụng mùa hè nóng tính tiện nghi thấp Ngành CN Vật liệu Dệt May 87 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho - Vậy, để cải thiện khả ngăn ngừa tia UV vải luận văn nghiên cứu đề xuất nên lựa chọn chất liệu Pe/co (65/35) có bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV vào q trình nhuộm mà khơng làm tăng đáng kể giá thành sản phẩm, làm tăng giá trị UPF nhiều lần so với màu CSGT sử dụng Kết nghiên cứu gợi ý tốt cho nhà sản xuất người sử dụng sản phẩm may mặc việc lựa chọn chất liệu lựa chọn lớp thuốc nhuộm để thiết kế cho sản phẩm có khả ngăn ngừa tia UV tốt tạo cảm giác mát cho người sử dụng, đồng thời tiết kiệm thuốc nhuộm sử dụng, nâng cao hiệu kinh tế sản xuất giảm thiểu tối đa tác động đến môi trường sinh thái ** Số liệu kết nghiên cứu tập hợp phụ lục kèm theo luận văn Ngành CN Vật liệu Dệt May 88 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho KẾT LUẬN CHUNG Với nhu cầu xã hội nói chung, sản phẩm vải quần áo chống nắng nhiều nhà nghiên cứu giới quan tâm Đây vấn đề cấp thiết việc phòng chống bệnh nguy hiểm xạ mặt trời gây nên Luận văn thực nhu cầu thực tế kiểm chứng thiết bị tiêu chuẩn quốc tế hành Các kết luận văn hoàn toàn đáng tin cậy Dựa vào kết nghiên cứu, rút kết luận luận văn sau: 1- Màu sắc vải đóng vai trị quan trọng việc bảo vệ ngăn ngừa tia UV vải Giữa mầu đỏ, navy blue vàng, mầu navy blue cho phép vải có khả ngăn ngừa tia UV tốt nhất, tiếp đến mầu đỏ cuối mầu vàng 2- Cường độ lên mầu vải (giá trị K/S) tăng theo nồng độ thuốc nhuộm sử dụng, giá trị UPF vải tăng dần theo nồng độ thuốc nhuộm sử dụng Tuy nhiên, giá trị UPF vải đạt giá trị cực đại sớm nhiều so với giá trị K/S cực đại Đối với thuốc nhuộm, giá trị UPF cực đại khoảng 20 tương ứng mức bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt với khả che chắn tia UV khoảng 93,395,9% Các sản phẩm may mặc mùa hè cần có khả ngăn ngừa tia UV cao phải có phương pháp xử lý đặc biệt ngăn ngừa tia UV 3- Trong số loại chất liệu dệt nghiên cứu, chúng có kiểu dệt, có thơng số cấu tạo vải hoàn toàn giống khả ngăn ngừa tia UV chúng lại khác lớn, cụ thể: Vải bơng (100%) trước nhuộm có giá trị UPF 3,03 < vải Pe/co (65/35) trước nhuộm có giá trị UPF 12,17 < vải PES (100%) trước nhuộm có giá trị UPF 13,52 Các loại vải sau nhuộm màu CSGT giá trị UPF tăng khác nhau, cụ thể: Vải (100%) sau nhuộm có giá trị UPF 12,91 < vải Pe/co (65/35) sau nhuộm có giá trị UPF 24,49 < vải PES (100%) trước nhuộm có giá trị UPF 24,99 4- Trong lớp thuốc nhuộm nghiên cứu nhuộm vải bơng thuốc nhuộm hồn ngun có khả ngăn ngừa tia UV tốt nhất, tiếp đến thuốc nhuộm hoạt tính cuối thuốc nhuộm trực tiếp Cùng loại vải nhuộm Ngành CN Vật liệu Dệt May 89 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho màu CSGT lớp thuốc nhuộm khác giá trị UPF tăng khác nhau, cụ thể: TNTT có giá trị UPF 8,71, TNHT có giá trị UPF 12,91, TNHN có giá trị UPF 16,67 5- Đối với vải Pe/co (65/35) cặp TNPT- HT có giá trị UPF 20,49, cặp thuốc nhuộm PT/HN có khả ngăn ngừa tia UV cao nhiều (giá trị UPF 22,98) so với trang phục mà CSGT sử dụng (vải pe/vi có giá trị UPF 0,46) Trong phương án có vải PET (100%) nhuộm màu CSGT TNPT lọt vào bảng xếp hạng vải có khả bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt với giá trị UPF 24,99, vải có khả che chắn tia UV 96- 97,4% Nhưng vải PET có tính tiện nghi thấp khơng phù hợp thiết kế sản phẩm may mặc mùa hè sử dụng điều kiện tiếp xúc với ánh nắng có xạ cao Nếu muốn sử dụng vải Pe/co để tăng tính tiện nghi cho sản phẩm may mặc cần bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV 6- Vải Pe/co (65/35) có bổ sung hóa chất ngăn ngừa tia UV trình nhuộm cho phép tăng giá trị UPF nhiều (giá trị UPF 28,18 28,61) Với giá trị vải xếp hạng bảo vệ ngăn ngừa tia UV mức tốt Vậy, để cải thiện khả ngăn ngừa tia UV cho vải để may trang phục cho CSGT Chúng ta lựa chọn chất liệu Pe/co (65/35) có bổ sung thêm hóa chất ngăn ngừa tia UV vào q trình nhuộm mà khơng làm tăng đáng kể giá thành sản phẩm (tăng 1.000 đồng/1 mét vải), cải thiện khả ngăn ngừa tia UV nhiều lần so với màu CSGT sử dụng 7- Tuy nhiên, với yêu cầu vải có khả ngăn ngừa tia UV mức tuyệt vời với giá trị UPF 40 - 50+ phải có biện pháp xử lý hồn tất theo phương pháp đặc biệt với hóa chất ngăn ngừa tia UV đặc biệt Kết nghiên cứu gợi ý tốt cho nhà sản xuất thiết kế sản phẩm may mặc việc lựa chọn lớp thuốc nhuộm, sắc màu, cường độ màu chất liệu vải cho sản phẩm may mặc mùa hè trời cho sản phẩm có khả ngăn ngừa tia UV tốt tạo cảm giác mát cho người sử dụng, đồng Ngành CN Vật liệu Dệt May 90 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho thời tiết kiệm thuốc nhuộm sử dụng, nâng cao hiệu kinh tế sản xuất giảm thiểu tối đa tác động đến môi trường sinh thái Ngành CN Vật liệu Dệt May 91 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Luận văn phát triển theo số hướng nghiên cứu sau: Nghiên cứu hóa chất ngăn ngừa tia UV phù hợp với lớp thuốc nhuộm sử dụng đảm bảo số tiêu chí (có lực cao, khơng làm thay đổi ánh màu, có độ bền màu ánh sáng, độ bền màu mồ hôi cao ) Nghiên cứu khuyến cáo sử dụng sắc màu cho sản phẩm ngăn ngừa tia UV: quần áo dân dụng (quần áo thể thao, quần áo chống nắng cho trẻ em ), quần áo chuyên dụng (quần áo công nhân làm việc trời, đội dành để tập luyện ) Nghiên cứu khả ngăn ngừa tia UV cho số chất liệu khác hay sử dụng như: Vải Vitxco, vải tơ tằm, vải polyamit/elastan Ngành CN Vật liệu Dệt May 92 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Duy Lạc (2007), Luận văn thạc sĩ khoa học: “Nghiên cứu cơng nghệ xử lý hồn tất vải chống tia UV” Khoa CN Dệt May thời trang, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội GS PTS Đặng Trấn Phòng, GS PTS Cao Hữu Trượng (1993), Sổ tay tra cứu thuốc nhuộm, Viện Công nghiệp Dệt Sợi Tổng công ty Dệt May Việt Nam (2004), Kỹ thuật nhuộm, in hoa hoàn tất vật liệu dệt, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh (2003), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Arthur D Broadbent (2005), Những nguyên lý tạo màu hàng dệt, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh AATCC Test Method 183 – 2000, Transmittance or Blocking of Erythemally Weighted Ultraviolet Radiation through Fabrics, Technical Manual of the American Association of Textile Chemists and Colorists AS/NZS 4399:1996, Sun protective clothing - Evaluation and classification Ciba Specialty Chemicals “TINOFAST CEL LIQ”, (2002) CIE Research Note (1987), A Reference Action Spectrum for Ultraviolet Induced Erythema in Human Skin, CIE J.6, 17-22 (1987) 10 Clariant Technical Information “Rayosan C”, (2007) 11 http://cals.aiona.edu/research/uv-protective-clothing/labeling.html 12 www.dermatology.ucsf.edu/skincancer/General/prevention/UV_Radiation.aspx 13 www.phunuonline.com.vn/2009/Pages/Nhung-dau-hieu-cua-ung-thu-da.aspx 14 www.uv-index.de 15 vi.wikipedia.org/wiki/Tia_cực_tím 16 American Academy of Dermatology, lnc November 15 (2005) Ngành CN Vật liệu Dệt May 93 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho 17 Joanna Alvarez, Barbara Lipp-Symonowicz (2003) Autex Reseach Journal, Vol3, No2 18 Jurg Rupp, Andrea Bohringer, Akira Yoneage, Joakim Hilden (1997) Smart textile and new treatment, Tecxac , America 19 Hilfiker, R., Kaufmann, W., Reinert, G., and Schmidt, E (1996), Improving Sun Protection Factors of Fabrics by Applying UV-Absorbers, Textile Res J 66(2), 61-70 20 Hoffmann, K., Kaspar, K., Gambichler, T., and Altmeyer (2000), In vitro and in vivo Determination of the UV Protection Factor for Lightweight Cotton and Viscose Summer Fabrics, A Preliminary Study, J Am Acad Dermal 21 Reinert, G., Fuso, F., Hilfiker, R., and Schmidt, E (1997), UV – protecting Properties of Textile Fabrics and Their Improvement, Textile Chem Color 22 L.Todonova, V.Vassileva (2003) A new method of determination of the UV Radiation Permeability Through Cotton Cloth, Firbre & textile in Easten Europe, Vol 11, No 1(40) 23 Hilfiker, R., Kaufmann, W., Reinert, G., and Schmidt, E (1996), Improving Sun Protection Factors of Fabrics by Applying UV – Absorbers, Textile Res J 66(2), 61 – 70 24 Dubrovski, Polona Dobnik; Golob, Darko; Effects of Woven Fabric Construction and Color on Ultraviolet Protection; Textile Research Journal 2009;79:1402 March 1, 2009 Ngành CN Vật liệu Dệt May 94 Khóa 2008-2010 Luận văn cao học Lưu Thị Tho TĨM TẮT LUẬN VĂN Luận văn kết hợp lý thuyết thực tiễn để nghiên cứu ảnh hưởng số chất liệu dệt trình nhuộm tới khả ngăn ngừa tia UV vải Các bước quy trình nghiên cứu thực theo toàn nội dung luận văn gồm: - Trình bày tổng quan vật liệu dệt ngăn ngừa tia UV bao gồm: Lý thuyết tác động tia UV đến da, khả ngăn ngừa tia UV yếu tố ảnh hưởng đến khả ngăn ngừa tia UV vải thơng qua tài liệu, tạp chí, sách khoa học nước ngồi, thơng tin mạng internet - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp đánh giá khả ngăn ngừa tia UV vật liệu dệt sở tiêu chuẩn quốc tế có - Nghiên cứu ảnh hưởng sắc mầu cường độ màu tới khả ngăn ngừa tia UV vải - Nghiên cứu ảnh hưởng nguyên liệu dệt tới khả ngăn ngừa tia UV vải - Nghiên cứu ảnh hưởng lớp thuốc nhuộm khác tới khả ngăn ngừa tia UV vải - Nghiên cứu lựa chọn vải cotton (100%), vải pha pe/co (65/35), vải PET (100%) có kiểu dệt (dệt thoi) vân chéo (3/1), có thơng số cấu tạo vải hồn tồn giống nhau, có khối lượng g/m chúng khác chút Thử nghiệm nhuộm vải bơng thuốc nhuộm hoạt tính với màu sắc (Yellow, Red, Navy Blue) với nồng độ thuốc nhuộm từ 0,2% đến nồng độ thuốc nhuộm bão hòa, ghép màu vàng cảnh sát giao thông (CSGT) lớp nhuộm khác nhau: thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm hồn ngun khơng tan, thuốc nhuộm phân tán Thực nhuộm theo phương pháp nhuộm tận trích - Xây dựng đồ thị thể mối quan hệ giá trị UPF vải với sắc màu, cường độ màu, chất liệu dệt, lớp thuốc nhuộm sử dụng - Tiến hành thí nghiệm mẫu nhỏ phịng thí nghiệm phương pháp tận trích Từ xác định sắc màu, cường độ màu, chất liệu dệt lớp thuốc nhuộm sử dụng có khả ngăn ngừa tia UV cao Ngành CN Vật liệu Dệt May 95 Khóa 2008-2010 ... DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục đích nội dung nghiên cứu 2.1.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng số chất liệu dệt màu nhuộm vải tới khả ngăn ngừa tia UV 2.1.2 Nội dung nghiên cứu. .. trình nghiên cứu khả ngăn ngừa tia UV số vật liệu dệt - Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng sắc mầu, cường độ màu số lớp thuốc nhuộm sử dụng cho số loại vật liệu dệt khác tới khả ngăn ngừa tia UV vải. .. màu nhuộm lớp thuốc nhuộm khác khả ngăn ngừa tia UV vải có khác không? Nghiên cứu nhằm làm rõ ý nghĩa trên, nghiên cứu thực gồm phần sau: + Nghiên cứu ảnh hưởng số chất liệu dệt tới khả ngăn ngừa