5. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu:
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 cứu sẽ sử dụng cùng một mẫu nghệ.
2.2.2. Vải bông
Vải đƣợc dùng trong nghiên cứu là vải bông 100% sản xuất tại công ty Dệt 8/3 đã qua nấu, tẩy trắng.
Các thông số cơ bản: - Thành phần: 100% Bông; - Kiểu dệt thoi: vân điểm; - Khối lƣợng 120 g/m².
2.2.3. Các hóa chất sử dụng
Trong quá trình thí nghiệm đề tài sử dụng các hóa chất dùng để nâng cao độ bền màu của vải bông nhuộm bằng chất màu tự nhiên từ củ nghệ. Hóa chất sử dụng đƣợc mua tại cửa hàng thuộc Công ty cổ phần hóa chất và vật tƣ KHKT, 39 Phố Tràng tiền, có xuất xứ Trung Quốc.
- CuSO4 (CuSO4.5H2O), % ≥ 99.0 - ZnSO4 ( ZnSO4.7H2O), % ≥ 99.5 - FeSO4 (FeSO4.7 H2O), % 99.0 ~ 100.0 - Al2 ( SO4)3
2.3. Nội dung nghiên cứu:
Nội dung 1: Nghiên cứu khảo sát công nghệ nhuộm bằng chất màu tự nhiên chiết tách từ củ nghệ cho vải bông.
Nội dung 2: Nghiên cứu khảo sát khả năng cầm màu của một số ion kim loại và chất tạo màng cao phân tử.
Nội dung 3: Nghiên cứu thiết lập công nghệ cầm màu cho vải bông
Củ nghệ mua về đƣợc rửa sạch, cạo vỏ, thái lát mỏng, cho vào nồi inox, đun nóng trong nƣớc ở nhiệt độ sôi trong 30 phút, tách chiết lấy dung dịch màu. Dung dịch tách chiết đƣợc dùng để nhuộm cho một loại vải bông bằng phƣơng pháp nhuộm tận trích. Vải sau nhuộm lấy ra giặt sạch bằng nƣớc lạnh, xà phòng, giặt tiếp bằng nƣớc lạnh rồi phơi trong bóng râm ở nhiệt độ phòng cho tới khô.
Vải sau khi nhuộm đƣợc cầm màu với các hóa chất: CuSO4, Zn SO4, Fe SO4, Al2 ( SO4)3, Optifix RSL, Lip.
Các chỉ tiêu về độ bền màu với giặt đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp đo màu quang phổ.
Hình 2.1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu
CuSO4 ZnSO4 FeSO4 Al2(SO4)3 Optifix RLS Lip
Củ nghệ
Tách chiết bằng nƣớc ở nhiệt độ sôi
Nhuộm cho vải bông
Giặt: Lạnh – Xà phòng – Lạnh
Cầm màu
Đánh giá độ bền giặt Đo mầu
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu và thiết bị sử dụng: 2.4.1. Trang thiết bị phục vụ nghiên cứu 2.4.1. Trang thiết bị phục vụ nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu đề ra, đề tài sử dụng nhiều loại trang thiết bị cần thiết có độ tin cậy cao để tiến hành các thực nghiệm, cụ thể là:
Cân điện tử
- Mục đích: dùng để cân khối lƣợng vải, nghệ, hóa chất. - Thông số thiết bị:
+ Loại cân: VIBRA, SHINKO – TX.TC.001. + Model: dj – 300tw.
+ Độ chính xác đến 0,001 mg. + Giới hạn do: 300 g / 0,01g.
Hình 2.2: Cân điện tử
Máy nhuộm Ti – Color I
- Mục đích: dùng để nhuộm, cầm màu và giặt các mẫu vải. - Thông số thiết bị.
+ Loại máy: Ti – color I. + Sản suất tại: Italia. + 8 cốc nhuộm.
+ Dung tích 300 ml/ 1 cốc.
+ Tốc độ quay tối đa: 45 vòng / phút. + Nhiệt độ tối đa: 150 ºC
Hình 2.3: Máy nhuộm Ti – Color I
Buồng ánh sáng chuẩn Gretag Macbeth The Jugde II
Hình 2.4: Buồng ánh sáng chuẩn Gretag Macbeth The Jugde II
Thang thƣớc xám theo tiêu chuẩn ISO 105-A02. Nƣớc lọc.
Một số dụng cụ khác nhƣ lƣới lọc mắt sàng nhỏ, túi đựng, tủ sấy, cốc thủy tinh, bếp từ .
Hình 2.5: Chất cầm màu, thang thước xám, củ nghệ
2.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 2.4.2.1. Phƣơng pháp tách chiết chất màu 2.4.2.1. Phƣơng pháp tách chiết chất màu
Trên thực tế, có rất nhiều phƣơng pháp đã đƣợc dùng để tách chiết chất màu từ củ nghệ cho kết quả tối ƣu. Nhƣng nghiên cứu lại lựa chọn tách chiết màu bằng nƣớc vì: Nƣớc là loại dung môi tốt trong quá trình nhuộm và khi tách chiết bằng nƣớc thì trong quá trình nhuộm không cần bất kỳ một chất trợ nào, nhƣ vậy khi đánh giá khả năng bắt màu, cầm màu của nghệ lên vải sẽ khách quan
Sử dụng phƣơng pháp tách chiết bằng dung môi nƣớc ở nhiệt độ sôi. Củ nghệ đƣợc thu mua ngoài chợ, đem về rửa sạch, để ráo nƣớc, gọt vỏ, thái lát mỏng, cân xác
định khối lƣợng và cho vào nồi inox chứa nƣớc và đun sôi thời gian 30‟. Dung tỷ chiết là 1:50. Sau đó dung dịch đƣợc lọc sạch và sử dụng để nhuộm vải.[3]
2.4.2.2. Phƣơng pháp nhuộm
Vải đƣợc nhuộm bằng phƣơng pháp nhuộm tận trích trên máy nhuộm cốc Ti- Color của Italia tại Phòng thí nghiệm Hóa Dệt, Bộ môn Vật liệu và CN Hóa Dệt, Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang, ĐHBK Hà Nội. Dung tỷ nhuộm 1:30; nồng độ chất màu cố định là 1g vải: 3g nghệ tƣơi. Nhiệt độ nhuộm khảo sát ở 40 oC – 60 oC – 95oC. Thời gian nhuộm 45 phút.
2.4.2.3. Phƣơng pháp cầm màu
Vải sau khi nhuộm, đƣợc giặt bằng nƣớc lạnh dƣới vòi nƣớc chảy trong 10 phút rồi thực hiện cầm màu theo phƣơng pháp tận trích. Dung tỷ cầm màu 1:30; thời gian 30 phút và thay đổi nhiệt độ. Quá trình cầm màu thực hiện trên máy nhuộm cốc Ti- Color.
Có rất nhiều các chất cầm màu và các phƣơng pháp cầm màu cho vải nhuộm. Tuy nhiên trong nghiên cứu này đề tài đã tiến hành khảo sát khả năng bền màu của vải bông nhuộm bằng chất màu từ củ nghệ bằng các loại chất cầm màu sau:
1. Đồng (CuSO4). 2. Kẽm ( ZnSO4). 3. Sắt (FeSO4).
4. Nhôm( Al2( SO4)3)). 5. Optifix RSL, Lip.
2.4.2.4. Phƣơng pháp đo màu
Sau khi xử lý, mẫu đƣợc đo màu theo tiêu chuẩn ISO 105 – J01: 1997 trên máy đo màu quang phổ Gretag Macbeth Color Eye tại Viện Dệt May - 478 Minh Khai, Hai bà Trƣng Hà nội.
2.4.2.5. Phƣơng pháp đánh giá độ bền giặt
Đánh giá độ bền giặt theo tiêu chuẩn ISO 105-C02:1999.
Cho mẫu vào dung dịch xà phòng 5 g/l với tỷ lệ giữa mẫu và dung dịch là 1 : 50. Tiến hành giặt mẫu ở 40 ± 20 C trong 30 phút. Sau đó, lấy mẫu ra, dùng tay vắt nhẹ và để mẫu dƣới vòi nƣớc lạnh đến khi sạch xà phòng. Sau đó lấy ra, tháo dây buộc. Đem gỡ 2/3 chỉ khâu ở vải trắng và vải màu. Đem sấy hoặc phơi ở nhiệt độ dƣới 400 C và tránh ánh sáng trực tiếp soi vào.
Đánh giá độ bền giặt đƣợc thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 105-C02:1999 tại Phòng thí nghiệm Hóa Dệt, Bộ môn Vật liệu và CN Hóa Dệt, Viện Dệt may – Da giầy và Thời trang, ĐHBK Hà Nội. Sau đó đánh giá bằng thang thƣớc xám trong buồng ánh sáng chuẩn The Judge II của Gretag Macbeth.
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Nghiên cứu lựa chọn quy trình nhuộm
Đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ, thời gian đến quá trình nhuộm chất màu tách chiết từ củ nghệ cho vải bông. Các mẫu đƣợc tiến hành theo bảng 3.1 với dung tỷ nhuộm 1:30, thời gian 30‟ – 45‟ – 60‟, nhiệt độ 40 oC – 60 oC – 95 oC .
Bảng 3.1: Các phƣơng án nhuộm cho vải bông
Mẫu
Phƣơng án công nghệ
Dung tỷ nhuộm Thời gian (phút) Nhiệt độ (o C) 1 1:30 30 40 2 1:30 45 40 3 1:30 60 40 4 1:30 30 60 5 1:30 45 60 6 1:30 60 60 7 1:30 30 95 8 1:30 45 95 9 1:30 60 95
Sau khi nhuộm, các mẫu đƣợc tiến hành giặt lạnh dƣới vòi nƣớc chảy trong 10 phút và hong khô tự nhiên. Kết quả quá trình nhuộm đƣợc đánh giá thông qua giá trị màu sắc L,a,b và K/S theo bảng 3.2.
Bảng 3.2: Kết quả nhuộm dƣới các phƣơng án khác nhau
Mẫu Kết quả đánh giá
L* a* b* K/S (600 nm) Độ bền màu 1 80.33 1.85 35.81 32.64 1-2 2 77.49 5.38 29.19 30.42 2 3 76.32 8.40 39.63 31.49 2 4 84.63 1.63 38.65 37.72 1-2 5 84.41 2.05 39.18 37.74 2-3 6 84.67 1.47 36.68 37.42 2-3 7 88.86 -1.90 19.02 38.26 3-4 8 87.12 0.24 20.60 37.54 3 9 87.01 -0.51 22.74 37.43 3-4
Kết quả thử nghiệm tại bảng 3.2 cho thấy chất màu tự nhiên tách chiết từ củ nghệ có thể nhuộm cho vải bông. Tuy nhiên sau khi kiểm tra độ bền giặt cho thấy độ bền màu tƣơng đối thấp, chỉ đạt cấp 2 hoặc cấp 1-2 trong thang 5 cấp. Các mẫu nhuộm ở 40o
C (mẫu 1, 2, 3) có khả năng lên màu tốt, thể hiện ở giá trị K/S thấp, nhƣng độ bền giặt lại kém hơn. Quá trình nhuộm ở 95o C cho độ bền màu tốt hơn, nhƣng hiệu suất nhuộm không cao, thể hiện ở giá trị K/S cao. Đề tài lựa chọn phƣơng án nhuộm ở 60oC, thời gian 45 phút là phƣơng án tối ƣu để tiến hành các thí nghiệm nhuộm tiếp theo.
3.2. Nghiên cứu lựa chọn các chất cầm màu
Đề tài tiến hành nghiên cứu khảo sát lựa chọn các chất cầm màu phù hợp với vải bông nhuộm bằng chất màu tách chiết từ củ nghệ. Đề tài lựa chọn các muối kim loại nhƣ trong bảng 3.3 và một hóa chất cầm màu đƣợc đánh giá cao trên thị trƣờng của hãng Clariant là Optifix RSL. Các phƣơng án thực hiện cầm màu đƣợc thể hiện trong bảng 3.3.
Bảng 3.3: Các phương án khảo sát khả năng cầm màu của một số ion kim loại
và chất tạo màng
Mẫu Phƣơng án cầm màu
(nhuộm ở 60ºC, 45 phút, M 1 :30), nồng độ 2g/l Chất cầm màu Nhiệt độ (ºC) Thời gian (phút)
16 CuSO4 95 30 17 ZnSO4 95 30 18 FeSO4 95 30 19 Al2(SO4)3 95 30 20 Optifix RSL 95 30 14 Optifix RSL 40 30
Qua đồ thị phản xạ R ở hình 3.1 cho thấy khi cầm màu với sắt và Optifix, màu sắc của vải bông nhuộm bằng nghệ ít biến đổi hơn các phƣơng án cầm màu khác. Điều này thể hiện ở đƣờng cong phản xạ R của các mẫu cầm màu bằng ion sắt và Optifix tiệm cận với đƣờng cong phản xạ R của mẫu chỉ đƣợc nhuộm với nghệ.
Các chất cầm màu khác đều cho đƣờng cong phản xạ kém hơn, thể hiện màu bị biến đổi theo xu hƣớng đậm lên, màu tối hơn.
Kết quả quá trình cầm màu đƣợc thể hiện trong bảng 3.4. Bảng 3.4 cho thấy sau khi cầm màu, độ bền màu với giặt của vải nhuộm bằng chất màu từ củ nghệ đã đƣợc cải thiện đáng kể, có những mẫu cầm màu đạt độ bền màu khá cao (cấp 4). Kết quả cho thấy Ion sắt và đồng cho khả năng cầm màu tốt hơn cả. Tuy nhiên hiện nay Ion Đồng thuộc loại kim loại nặng, bị hạn chế sử dụng trong công nghiệp dệt may nên đề tài chọn Ion sắt và hóa chất cầm màu để tiếp tục thực hiện các nghiên cứu tiếp theo.
Quá trình cầm màu cũng cho thấy rằng có sự biến đổi ánh màu khá rõ rệt của vải nhuộm bằng nghệ. Ánh màu thay đổi chủ yếu ở ánh vàng (b) và ánh đỏ (a). Theo đó ánh vàng có xu hƣớng tăng và ánh đỏ giảm, làm cho màu xỉn hơn và kém tƣơi. Đây cũng là vấn đề thƣờng gặp khi cầm màu với các họ thuốc nhuộm trực tiếp, hoạt tính.
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá sau khi xử lý bằng một số tác nhân cầm màu
Tên mẫu Kết quả đánh giá
L* a* b* Độ bền giặt 16 69.08 9.54 45.45 4 17 75.85 5.86 52.50 3 18 64.47 6.49 30.79 3-4 19 76.31 5.73 49.19 2-3 20 72.89 9.03 47.17 2-3 14 69.45 7.68 42.28 3 21 (Mẫu nhuộm) 71.32 9.29 44.66 2-3
3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ và nhiệt độ cầm màu tới độ bền màu của vải
Đề tài tiến hành khảo sát ở 2 nhiệt độ cầm màu hay sử dụng là 60 và 95ºC với các nồng độ hóa chất cầm màu là 2; 4; 6 g/l. Các mẫu thí nghiệm đƣợc mã hóa theo bảng 3.5. Các kết quả đánh giá độ bền màu với giặt đƣợc thể hiện ở bảng 3.6.
Bảng 3.5: Bố trí thực nghiệm các phƣơng án cầm màu bằng ion Fe2+ và Optifix.
Mẫu Phƣơng án cầm màu : 60ºC,
30 phút, M : 1:30 Mẫu Phƣơng án cầm màu : 95ºC, 30 phút, M : 1:30 Chất cầm màu Nồng độ: Chất cầm màu Nồng độ: 22 Fe SO4 2g/l 28 Fe SO4 2g/l 23 Fe SO4 4g/l 29 Fe SO4 4g/l 24 Fe SO4 6g/l 30 Fe SO4 6g/l 25 Optifix RSL 2g/l 31 Optifix RSL 2g/l 26 Optifix RSL 4g/l 32 Optifix RSL 4g/l 27 Optifix RSL 6g/l 33 Optifix RSL 6g/l
Bảng 3.6: Kết quả đánh giá các phƣơng án công nghệ cầm màu bằng ion Fe2+ và Optifix
Mẫu Độ bền giặt Mẫu Độ bền giặt
22 3-4 28 4 23 3 29 4 24 2 30 3 25 2 31 3-4 26 2 32 3-4 27 2 33 3-4
Kết quả cho thấy khả năng cầm màu của Ion sắt và hóa chất Optifix đều đạt cấp bền màu khá (từ cấp 3 đến cấp 4 trong thang đo 5 cấp). Tuy nhiên kết quả cho thấy ảnh hƣởng của nồng độ hóa chất cầm màu là không nhiều. Khả năng cầm màu chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ cầm màu.
3.4. Kết luận
Vải bông có thể đƣợc nhuộm bằng chất màu tự nhiên tách chiết từ củ nghệ với phƣơng án nhuộm ở 60o C, thời gian 45 phút.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi cầm màu, độ bền màu với giặt của vải nhuộm bằng chất màu từ củ nghệ đã đƣợc cải thiện đáng kể, có những mẫu cầm màu đạt độ bền màu khá cao (cấp 4). Kết quả cho thấy Ion sắt và đồng cho khả năng cầm màu tốt hơn cả. Tuy nhiên hiện nay Ion Đồng thuộc loại kim loại nặng, bị hạn chế sử dụng trong công nghiệp dệt may nên Ion sắt có thể đƣợc lựa chọn làm tác nhân cầm màu.
Sử dụng Ion sắt (FeSO4) là tác nhân cầm màu, độ bền màu của vải có thể đạt cấp 4. Nghiên cứu cũng cho thấy cầm màu ở nhiệt độ 95oC, nồng độ 2 g/l, dung tỷ 1:30 là thích hợp.
Bên cạnh Ion sắt, lựa chọn hóa chất cầm màu Optifix RSL của hãng Clariant cũng có thể đảm bảo độ bền màu với giặt đạt cấp 3-4. Công nghệ cầm màu phù hợp với chất này là nồng độ 2 g/l, nhiệt độ 95oC với dung tỷ 1:30.
KẾT LUẬN CHUNG
Chất màu tự nhiên đƣợc tách chiết từ củ nghệ có thể đƣợc sử dụng để nhuộm cho vải bông. Chất màu cho màu vàng ánh kim, là màu tự nhiên khá hiếm. Đề tài đã tiến hành khảo sát và lựa chọn nhiệt độ nhuộm là 60oC, thời gian nhuộm 45 phút, dung tỷ nhuộm 1:30.
Độ bền màu với giặt của vải bông đƣợc nhuộm bằng nghệ khá thấp, chỉ đạt cấp 2 hoặc cấp 2-3. Chính vì vậy việc nghiên cứu để cầm màu cho vải nhuộm là cần thiết.
Trong khuôn khổ nghiên cứu của mình, đề tài đã lựa chọn và sử dụng Ion sắt (FeSO4) là tác nhân cầm màu. Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi cầm màu cho vải bông, độ bền màu của vải có thể đạt cấp 4. Nghiên cứu cũng cho thấy cầm màu ở nhiệt độ 95oC, nồng độ 2 g/l, dung tỷ 1:30 là thích hợp.
Bên cạnh Ion sắt, lựa chọn hóa chất cầm màu Optifix RSL của hãng Clariant cũng có thể đảm bảo độ bền màu với giặt đạt cấp 3-4. Công nghệ cầm màu phù hợp với chất này là nồng độ 2 g/l, nhiệt độ 95oC với dung tỷ 1:30.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thomas Bechtold Rita Mussak. (2009) Handbook of Natural Colorance - John Wiley & Son, Ltd.
[2] Đỗ Tất Lợi ( 2006), Những cây thuốc và vị thuốc Việt nam, nhà xuất bản y dƣợc.
[3] Nguyễn Thị Mai (2015), Nghiên cứu khả năng nhuộm màu cho vải từ củ nghệ, Đại học Bách khoa Hà Nội
[4] Tiêu chuẩn Oekotex 100, 2010.
[5] Tài liệu Hội thảo “Ứng dụng công nghệ Nano trong Y Dƣợc học, bƣớc đầu ứng
dụng Nano Curcumin trong phòng và trị bệnh”.
[6] Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Nano trong công nghiệp thực phẩm năm 2012 . Bộ công thƣơng, Trƣờng Đại Hoc công Nghiệp Thực Phẩm
TPHCM khoa khoa học cơ bản
[7] Peter, K.V. 2002, Handbook of herbs and spices, Woodhead Publishing, P300.