5. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
1.3.Các phƣơng pháp cầm màu cho vải nhuộm
1.3.1. Xử lý cầm màu
Nguyên lý của việc xử lý cầm màu là:
a) Làm tăng kích thƣớc của phân tử thuôc nhuộm đã nằm trong xơ, sợi xenlulo, làm giảm mức độ hòa tan của chúng;
b) Biến đổi làm tăng cƣờng khả năng liên kết của thuốc nhuộm thông qua các tâm tích điện là các ion kim loại;
c) Xử lý cố định chất màu trên vật liệu bằng màng cao phân tử.
Xử lý cầm màu chủ yếu làm tăng độ bền màu ƣớt. Độ bền màu ánh sáng của một số loại thuốc nhuộm chỉ có thể tăng với xử lý cầm màu bằng muối kim loại. Mục đích của quá trình cầm màu là ngăn ngừa thuốc nhuộm tách khỏi vật liệu nhuộm một cách dễ dàng (đặc biệt trong gia công ƣớt).
Để cầm màu cho vật liệu dệt, thông thƣờng sử dụng 2 phƣơng pháp Cầm màu bằng muối kim loại:
Đƣa lên vải các ion kim loại lớn, làm tâm tích điện trên vải. Ion kim loại tạo phức với phân tử thuốc nhuộm, tạo liên kết thuốc nhuộm lên xơ thành khối lớn và giữ chúng lại trên vải rất khó tách.
Cầm màu bằng cách tạo màng cao phân tử:
Tạo cho vải một lớp màng trong suốt, giữ thuốc nhuộm trên xơ, sợi. Tuy nhiên vải bị giảm độ thông thoáng và màu bị xỉn đi. Do đó càng các màu nhạt thì càng khó cầm màu.
Sau đây là một số tác nhân có thể sử dụng để xử lý cầm màu:
1.3.2. Xử lý cầm màu bằng chất cầm màu cation
Đây là tác nhân cầm màu phổ biến nhất hiện nay trong sản xuất công nghiệp trên Thế giới và ở trong nƣớc ta. Các hợp chất cation này phản ứng với nhóm sunfonat có trong thuốc nhuộm trực tiếp, làm tăng độ bền màu ƣớt trong tất cả các phép thử độ bền màu dƣới 60 độ C. Chúng cũng kết tủa với thuốc nhuộm trực tiếp từ dung dịch, bởi vậy cần làm sạch thuốc nhuộm bám lỏng lẻo trƣớc khi cầm màu. Có thể xảy ra biến đổi ánh màu, và một trong số trƣờng hợp độ bền màu ánh sáng sẽ bị giảm đi. Phức
chất thuốc nhuộm – chất hãm màu thƣờng phân ly trong dung dịch trƣớc giặt ở nhiệt độ trên 60 độ C
Các chất cầm màu thuốc nhuộm có nhiều loại đã đƣợc đề cập đến, trong đó là hợp chất – sản phẩm cộng amit-formalđehyt, có loại không có formalđehyt, nhƣ Albafix FRD (Huntsman), Avcofix ECO( Avco Chem)…..Tùy theo yêu cầu sinh thái đối với hàng nhuộm xuất khẩu hay nội địa mà ta lựa chọn sử dụng cho thích hợp.
Chi tiết áp dụng các chất cầm màu theo hƣớng dẫn sử dụng của các mã hàng. Nhƣợc điểm
- Xẩy ra sự tăng ánh màu, độ bền màu với ánh sáng giảm đi.
1.3.3. Xử lý cầm màu bằng chất cầm màu cation và muối kim loại
Nhƣ trên ta đề cập, xử lý cầm màu bằng hợp chất cation có thể làm giảm độ bền màu với ánh sáng ½ đến 1 cấp.
Do vậy đã có phƣơng pháp cầm màu bằng chất cầm màu cation và muối kim loại đồng, cụ thể là đồng sunfat (CuSO4) trong cùng một công đoạn. Nhƣ thế vừa tăng đƣợc độ bền màu ƣớt, vừa tăng đƣợc độ bề màu ánh sáng của hàng nhuộm, loại bỏ nhƣợc điểm độ bền màu ánh sáng khi xử lý bằng chất càm màu cation một mình.
Trƣớc đây, hãng Ugine Kuhlmann đã giới thiệu quy trình này cùng với sản phẩm cation Fixagene TN Extra liquid Fixagene CD Power của họ. Còn ở Tiệp khắc (cũ) và CH. Séc ngày nay là chất cầm màu Syntefix.
Hàng nhuộm xong giặt kỹ rồi cầm màu trong dung dịch trên trong 30 phút, ở 30º C đến 40 ºC.
Ƣu điểm:
+ Tăng độ bền màu ƣớt.
+ Tăng độ bền màu với ánh sáng.
+ Loại bỏ đƣợc nhƣợc điểm độ bền màu ánh sáng khi sử lý cầm màu cation một mình.
Hiện nay, việc cầm màu bằng các ion kim loại đã bị hạn chế. Lý do là hầu hết các ion kim loại dùng để xử lý cầm màu đều là các ion kim loại nặng, nằm trong giới hạn bị hạn chế bởi các tiêu chuẩn sinh thái, trong đó có tiêu chuẩn Oeko-tex 100.
Có thể liệt kê một số kim loại bị hạn chế theo tiêu chuẩn này khi kiểm tra các loại vải tiếp xúc trực tiếp với da ngƣời nhƣ sau (mg/kg):
Bảng 1.2: Giới hạn kim loại nặng cho vải tiếp xúc với da( mg/kg) Giới hạn kim loại nặng cho vải tiếp xúc với da
Antimony (Sb) 30 Arsen (As) 1 Lead (Pb) 1 Cadmium (Cd) 0.1 Chrom (Cr) 2 Cobalt (Co) 4 Cooper (Cu) 50 Nickel (Ni) 4
Chính vì vậy khi lựa chọn tác nhân cầm màu, nhất là lựa chọn cầm màu bằng ion kim loại cần phải chú ý đến mục đích sử dụng của loại vải đƣợc cầm màu cũng nhƣ lựa chọn ion kim loại phù hợp, không nằm trong danh sách bị hạn chế hoặc sử dụng nồng độ thấp hơn mức độ giới hạn.
1.3.4. Xử lý bằng nhựa và các chất tạo liên kết ngang
Các nhựa amino và các chất tạo liên kết ngang làm ổn định kích thƣớc của vải bông và vải vixco, cho khả năng chống nhàu và dễ chăm sóc. Các xử lý này làm tăng độ bền màu ƣớt của hàng nhuộm trực tiếp nhƣng cũng lại làm giảm độ bền màu ánh sáng và làm thay đổi màu sắc (biến màu).
Dãy thuốc nhuộm Indosol SF (của Clariant) là những thuốc nhuộm trực tiếp phức kim loại đồng (Thuộc loại B và C theo phân loại SDC). Sau nhuộm, vải sợi bông ngấm ép với Indosol CR liquid, sau đó sấy và trùng ngƣng (curing). Đây là chất xử lý sau chuyên dụng cho gắn màu thuốc nhuộm Indosol SF. Nó làm ổn định kích thƣớc vải, tăng góc hồi nhàu (do tạo liên kết ngang với xenlulo) đồng thời làm hàng nhuộm đạt độ bền màu giặt rất tốt( với cả hai phƣơng pháp thử độ bền màu ISO 3 và ISO 4) và đạt độ bền màu ánh sáng đến tốt (good light fastness).
Ƣu điểm:
+ Tăng độ bền màu ƣớt. Nhƣợc điểm:
+ Làm giảm độ bền màu với ánh sáng và làm tăng màu sắc.
1.4. Các phƣơng pháp đánh giá độ bền màu
Độ bền màu là một chỉ tiêu chất lƣợng quan trọng trong hàng dệt may. Đánh giá độ bền thƣờng sử dụng phƣơng pháp đánh giá trực quan, sử dụng một thang thƣớc màu xám nhƣ là tiêu chuẩn, điều kiện ánh sáng và môi trƣờng chuẩn, đôi mắt của ngƣời đánh giá tƣơng phản với thƣớc màu xám và mẫu để xác định sự thay đổi màu của mẫu thử. Theo phƣơng pháp sử dụng thang thƣớc xám, có năm cấp độ bền màu, cụ thể là 5,4,3,2,1. Cấp 5 là độ bền màu tốt nhất. Cấp 1 là độ bền màu kém nhất.
Để đánh giá chính xác sự khác biệt về màu sắc, đảm bảo tính đồng nhất màu sắc của các kết quả, khi đánh giá trực quan của màu sắc phải đƣợc thực hiện trong buồng ánh sáng chuẩn.
Bảng 1.3: Mối liên quan giữa đánh giá theo thang thƣớc xám và giá trị Delta E Cấp phai màu Giá trị ∆E
5 0 ± 0,2 4/5 0,8 ± 0,2 4 1,7 ± 0,3 3/4 2,5 ± 0,35 3 3,4 ± 0,4 2/3 4,8 ± 0,5 2 6,8 ± 0,6 1/2 9,6 ± 0,7 1 13,6 ± 1,0
1.4.1. Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu với giặt
Khái niệm
Độ bền giặt đƣợc đánh giá bằng sự phai màu của mẫu thử với mẫu ban đầu, còn đƣợc gọi là độ phai màu, hoặc bằng độ dây màu sang vải trắng cùng gia công hay còn gọi là độ dây màu.
Nguyên tắc chung đánh giá độ bền màu
Mẫu sau xử lý phải đƣợc để ở trong điều kiện tự nhiên ít nhất một giờ trƣớc khi đem đi so sánh. Đƣợc so sánh và đánh giá bằng thang thƣớc xám trong điều kiện ánh sáng chuẩn.
+D65: ánh sáng ban ngày. +F: Vàng.
+UV: Ánh sáng tia cực tím.
Sử dụng thang thƣớc xám hoặc máy đo màu quang phổ để đánh giá sự thay đổi của màu sắc.
Vải trắng đính kèm đƣợc quy định trong tiêu chuẩn ISO 105 – F10 Các chỉ tiêu đo màu sắc đƣợc quy định tại nhóm tiêu chuẩn ISO 105
Nhóm tiêu chuẩn ISO 105 gồm có các tiêu chuẩn giặt từ nhẹ đến nặng. - C01: Giặt ở điều kiện thƣờng.
- C02: Giặt ở 40ºC. - C03: Giặt ở 60ºC. - C04: Giặt ở 90ºC. - C05: Giặt ở 60ºC + bi sắt. - C06: Giặt ở 90ºC + bi sắt. Nguyên tắc
Mẫu thử đƣợc đính với mẫu vải đính kèm theo quy định rồi đƣợc giặt theo các điều kiện quy định về thời gian và nhiệt độ trong dung dịch xà phòng, sau đó giũ sạch và sấy khô. Các thay đổi màu sắc của các mẫu thử và nhuộm màu vải đính kèm đƣợc đánh giá với thang thƣớc màu xám.
Thiết bị và hóa chất sử dụng
Máy thử độ bền màu giặt phải có trục quay mang các cốc bằng thép không gỉ; tần số (402) vòng/phút.
Cân chính xác tới 0,01 g.
Thang thƣớc xám đƣợc quy định tại tiêu chuẩn ISO 105 A02 và ISO 105 A03 hoặc máy đo màu để đánh giá sự thay đổi màu và dây màu phù hợp với ISO 105- J01, ISO 105-A04 và ISO 105-A05.
Xà phòng phải có độ ẩm chứa không quá 5% và tuân thủ các yêu cầu sau đây: Căn cứ vào khối lƣợng khô: chất kiềm dƣ đƣợc tính nhƣ Na2CO3: không vƣợt quá 0,3% và tính theo hàm lƣợng NaOH: không vƣợt quá 0,1%.
- Hàm lƣợng chất béo: 850 g / kg tối thiểu.
- Hiệu giá của axit béo hỗn hợp đƣợc chuẩn bị từ xà phòng: 30 ° C tối đa. - Viên bi bằng thép không gỉ, đƣờng kính xấp xỉ 6 mm.
Chuẩn bị mẫu thử
Vải cắt thành mẫu có kích thƣớc 10 x 4 cm, nếu là sợi thì phải cuộn lại hoặc đan thành dạng tấm có kích thƣớc 10 x 4cm. Mẫu thử đƣợc khâu đính với vải đính kèm đƣợc quy định tại tiêu chuẩn ISO 105 F.
Vải thử kèm multifiber phù hợp với ISO 105 F10 tùy thuộc vào nhiệt độ sử dụng: Vải thử kèm đa xơ, bao gồm len và axetat (cho phép thử 400 C và 500 C, trong
một số trƣờng hợp thử ở 600 C phải đƣợc nêu trong báo cáo thử nghiệm).
Vải thử kèm đa xơ không chứa len và axetat (trong một số các phép thử ở 600 C và trong tất cả các phép thử ở 950 C). Bảng 1.4: Quy định về vải thử kèm Mẫu thứ 1 có: Mẫu thứ 2 là Bông Len Len Bông Lụa Bông Lanh Bông Viscose Len Acetate Viscose
Plyamide Len hoặc viscose
Polyester Len hoặc bông
Vải thử kèm xơ đơn phù hợp với các phần F01 F07 của ISO 105 F:1985, cần sử dụng hai vải thừ kèm xơ đơn. Mỗi vải thử kèm phải làm từ cùng loại xơ với vật liệu dệt đang thử hoặc loại xơ chiếm tỉ lệ cao hơn trong hỗn hợp xơ. Vải thử kèm thứ hai phải làm từ xơ nhƣ bảng 1.5. Bảng 1.5: Các cặp vải thử kèm Nếu vải thứ nhất là Vải thứ hai Phép thử ở 400C và 500C Phép thử ở 60 0C và 950C
Bông Len Visco
Len Bông -
Lụa tơ tằm Bông -
Visco Len Bông
Axetat Visco Visco
Polyamit Len hoặc bông Bông
Polyeste Len hoặc bông Bông
Acrylic Len hoặc bông Bông
Sau khi giặt, giũ mẫu thử hai lần bằng nƣớc lạnh, sau đó để dƣới vòi nƣớc lạnh chảy trong 10 phút và vắt mẫu. Tháo đƣờng khâu ở ba cạnh và giữ lại đƣờng khâu của một cạnh ngắn. Phơi khô mẫu trên giá phơi ở nhiệt độ phòng với hai hoặc ba phần chỉ tiếp xúc nhau tại đƣờng khâu. Đánh giá sự thay đổi màu của mẫu thử và sự dây màu của các vải thử kèm theo thang xám.
Bảng 1.6: Các điều kiện thử (sử dụng cốc 500 ml) Số phép
thử Nhiệt độ 0
C Thời gian Số lƣợng bi thép Natri cacbonat Dung tỉ A (1) 40 30 phút 0 - 1:50 B (2) 50 45 phút 0 - 1:50 C (3) 60 30 phút 0 + 1:50 D (4) 95 30 phút 10 + 1:50 E (5) 95 4 giờ 10 + 1:50 Chú ý:
+ Với điều kiện thử A, B: 5g xà phòng trong 1 lít nƣớc
+ Với điều kiện thử C,D,E: 5g xà phòng và 2 g natri cacbonat trong 1 lít nƣớc.
1.4.2. Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu với ánh sáng đèn xenon
Đánh giá theo tiêu chuẩn IS 105 – B02: 1999 độ bền màu với ánh sang đèn xenon.
Kích thƣớc của vùng tiếp xúc với ánh sang và vùng không tiếp xúc ánh sáng của mẫu thử không nhỏ hơn 10 x 8mm.
Quy trình:
Một mẫu thử hoặc một nhóm mẫu thử và mẫu mầu xanh đƣợc đặt lên giá giữ mẫu và cho đi ¼ mẫu bằng tấm che thép. Đặt mẫu trong buồng chiếu sáng đã đƣợc điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, và nguồn sáng. Sau 8h lấy ra, chỉ để 2/4 với ¾ mẫu. Sau tổng công 24h, mẫu đƣợc lấy ra kiểm tra độ bền màu và đánh giá theo thang 8 cấp. Từ cấp 5 cho đến cấp 8 độ sai khác màu tƣơng đối nhỏ, khó đánh giá bằng mắt thƣờng. Có thể ghi cấp bền màu > 5.
1.4.3. Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu với ma sát
Đánh giá theo tiêu chuẩn IS 105 – X12: 2002.
Mẫu thử đƣợc đặt trong điều kiện tiêu chuẩn ít nhất 4 h trƣớc khi thử.
Quy trình:
Đặt mẫu thử dọc theo dãnh trƣợt, một đầu tiếp xúc của thiết bị kiểm tra ( có đƣờng kính 16 ± 0,1mm) đƣợc bọc lại bằng một miếng vải bông đã qua kiểm bong tẩy trắng, không xử lý hoàn tất, có kích thƣớc 5 x 5cm. Lực ép theo hƣớng dọc bằng 9± 2N.
1.4.4. Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu với hóa chất
- Độ bền màu với nƣớc biển: ISO – N04: 1995.
- Quần áo thủy thủ, ngƣ dân, quần áo thợ lặn, thợ bơi….
- Độ bền màu với nƣớc bể bơi: Thƣờng có clo nhất định: ISO 105 – E03: 1997. - Độ bền màu với H202: ISO 105 – N02: 1995.
- Độ bền màu với tác nhân tẩy clo: ISO 105 – N01: 1993.
1.5. Tiểu kết tổng quan
Qua nghiên cứu tổng quan, có thể rút ra một số kết luận sau:
1. Chất màu tự nhiên đƣợc sử dụng khá lâu đời và đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Chất màu tự nhiên mang lại tính sinh thái cao cho sản phẩm và một số tính năng quý nhƣ bảo đảm sức khoẻ cho ngƣời tiêu dùng, phòng chống ƣng thƣ, chống ôxy hóa chữa bệnh nan y…..Ngoài ra các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên luôn mang lại giá trị kinh tế cao và đặc biệt phù hợp với xu thế phát triển bền vững, sản xuất đi đôi với bảo vệ môi trƣờng. Do vậy sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên hiện nay đƣợc ngƣời dân chú trọng.
2. Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, củ nghệ đƣợc chú trọng để nghiên cứu tập chung vào việc ứng dụng trong y tế, dƣợc phẩm, làm đẹp, ứng dụng trong lĩnh vực nhuộm và cầm màu cho vải ít đƣợc chú trọng, chủ yếu là giới thiệu về khả năng nhuộm màu và cầm màu cho nghệ vào các sản phẩm thủ công.
3. Ở Việt Nam có nhiều loại thảo mộc dùng để nhuộm cho các sản phẩm dệt, và có gam màu khác nhau, chủ yếu là gam màu trầm. Những sản phẩm có màu tƣơi thì rất
hiếm. Củ nghệ là sản phẩm có nhiều ở nƣớc ta, đƣợc sử dụng nhiều trong lĩnh vực khác nhau mà chủ yếu là thực phẩm và dƣợc phẩm cho màu vàng nhạt đến vàng cam tƣơi.
4. Hiện nay, Việt Nam đã có một số nghiên cứu bƣớc đầu về nghệ. Tuy nhiên các nghiên cứu này chủ yếu chỉ tập trung và dừng lại ở việc tách chiết và nhuộm cho vải.
Nhƣ vậy có thể thấy rằng, việc nghiên cứu khả năng cầm màu của chất màu tự nhiên tách chiết từ củ nghệ cho vải Bông là một đề tài vừa có ý nghĩa khoa học vừa mang tính thực tiễn và có khả năng ứng dụng cao.
CHƢƠNG II
ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu:
Xác định đƣợc hóa chất và quy trình công nghệ cầm màu cho vải bông đƣợc nhuộm bằng chất màu tự nhiên tách chiết từ củ nghệ. Nhằm nâng cao độ bền màu với giặt.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu: 2.2.1. Củ nghệ 2.2.1. Củ nghệ
Củ nghệ đƣợc lựa chọn nghiên cứu là dạng thƣơng phẩm, đƣợc mua trên thị trƣờng. Để đảm bảo tính đồng nhất, các mẫu nhuộm trong cùng một phƣơng án nghiên