14.2. Yếu tố cấu trúc của vải dệt [18]
1.4.3. Ảnh hưởng của các hóa chất, thuốc nhuộm trên vải dệt
Thuốc nhuộm được sử dụng để nhuộm màu sản phẩm dệt thông thường cải thiện khả năng ngăn cản tia UV của vải, tùy thuộc vào vị trí và mật độ của dải hấp thụ bước sóng UV của thuốc nhuộm và nồng độ của thuốc nhuộm trên sản phẩm dệt. Thuốc nhuộm hấp thụ các tia sáng nhìn thấy một cách chọn lọc, và một số loại thuốc nhuộm khả năng hấp thụ mở rộng tới khoảng phổ của tia UV.
Các loại thuốc nhuộm như thế được sử dụng làm chất hấp thụ tia UV và làm tăng chỉ số bảo vệ của vải. Về nguyên lý, với cùng cấu trúc vải và thuốc nhuộm, chỉ số bảo vệ tăng khi gam màu càng đậm, thuốc nhuộm màu navy và màu đen có khả năng bảo vệ tốt nhất. Bên cạnh đó mỗi chủng loại thuốc nhuộm cũng có những đặc tính che chắn tia UV khác nhau (hình 1.8 và hình 1.9).
Hình 1.8: Ảnh hưởng của lớp thuốc nhuộm đối với giá trị SPF của vải vân điểm [24]
Độ truyền qua (%) Không nhuộm
2% TN từ cây thiên thảo 4% TN từ cây thiên thảo 6% TN từ cây thiên thảo 2% TN từ xác con rệp đỏ 4% TN từ xác con rệp đỏ 6% TN từ xác con rệp đỏ 2% TN chàm (Indigo) 4% TN chàm (Indigo) 6% TN chàm (Indigo)
Bước sóng (nm)
Hình 1.9: Ảnh hưởng của các thuốc nhuộm khác nhau đối với giá trị SPF của vải vân chéo [24]
Thử nghiệm trên 2 loại vải bông với thuốc nhuộm hoạt tính loại clotriazin Drimarine Blue X-3LR và thuốc nhuộm trực tiếp Blue 80, nồng độ thuốc nhuộm từ 0,03% đến 2%. Kết quả cho thấy giá trị UPF tăng theo nồng độ thuốc nhuộm, nhưng lại có xu hướng cân bằng sau khi đạt tới mức cao nhất khoảng 1,5%. Thuốc nhuộm hoạt tính có khả năng bảo vệ tốt hơn thuốc nhuộm trực tiếp.
Bảng 1.6 cho thấy ảnh hưởng của màu nhuộm đến đặc tính ngăn ngừa bức xạ UV. Hai loại vải Polyeste có cùng kiểu dệt và có khối lượng như nhau nhưng nhuộm các gam màu đậm nhạt khác nhau thì có giá trị UPF rất khác nhau.
Bảng 1.9 cho thấy ảnh hưởng của màu nhuộm đến đặc tính ngăn ngừa bức xạ UV. Hai loại vải bông khác nhau về độ thưa và độ dày được nhuộm màu nhạt và màu đậm bằng những thuốc nhuộm hoạt tính khác nhau có xử lý và không xử lý chất hấp thụ. Đặc tính bảo vệ ngăn ngừa bức xạ mặt trời của vải nhuộm màu được nâng cao nhiều. Đối với mẫu màu nhạt, vải dệt thoi do có độ thưa cao nên mức bảo vệ kém, còn vải dệt kim tricot cho kết quả từ trung bình đến tốt. Đối với màu đậm, vải tricot đạt được chỉ số SPF rất cao.
Độ truyền qua (%)
Không nhuộm 2% TN từ cây thiên thảo 4% TN từ cây thiên thảo 6% TN từ cây thiên thảo 2% TN từ xác con rệp đỏ 4% TN từ xác con rệp đỏ 6% TN từ xác con rệp đỏ 2% TN chàm (Indigo) 4% TN chàm (Indigo) 6% TN chàm (Indigo)
Bước sóng (nm)
Bảng 1.9: Chỉ số SPF của vải bông nhuộm thuốc nhuộm Cibacron, có xử lý và không xử lý chất hấp thụ tia UV [18]
Chỉ số ngăn ngừa bức xạ mặt trời (SPF)
Thuốc nhuộm Vải chéo Vải tricot
Không xử lý
2%
Cibatex UPF
Không xử lý
2%
Cibatex UPF 3
7 23
8 25 11 34 6 22
20 22 34 30 29 29 33 21 28
5 7 44 17
>50 25
>50 10
>50
>50
>50
>50
>50
>50
>50
>50
>50
>50 Không nhuộm
Yellow F-4G 1/10 SD 1/1 SD Scarlet F-3G 1/10 SD 1/1 SD Red F-B 1/10 SD 1/1 SD Blue F-GFN 1/10 SD 1/1 SD Khối lượng (g/cm2) Độ dày (mm)
Độ thưa (ban đầu) (%)
135 0,20 3,05
165 0,52 0,21 ( SD – Độ đậm màu chuẩn : 2%)
Khi xử lý với chất hấp thụ tia UV về mặt cơ bản có thể nâng cao được chỉ số SPF cho sản phẩm nhuộm màu nhạt nhưng nằm trong những giới hạn về độ thưa và độ dày của vải. Như trong trường hợp vải dệt thoi đã ở mức độ màu đậm và độ thưa xác định thì khả năng cải thiện chỉ số SPF bằng việc dùng chất hấp thụ cũng chỉ có giới hạn. Với vải Tricot màu nhạt sau khi xử lý chất hấp thụ thì chỉ số SPF cũng đạt được giá trị tối ưu do vải dày hơn.
Hai loại vải polyeste trên bảng 1.6 đều có chỉ số SPF cao. Vải dệt từ xơ stapen (có độ thưa cao) được nhuộm màu và xử lý chất hấp thụ còn vải tafeeta (hàm lượng pigment thấp) được nhuộm màu và không cần xử lý chất hấp thụ tia UV vẫn đạt được khả năng bảo vệ rất cao do có độ thưa nhỏ. Hoặc chỉ với hàm lượng thuốc nhuộm và chất hấp thụ rất thấp cũng nâng cao được rất nhiều chỉ số SPF.
1.4.3.2. Ảnh hưởng của quá trình hoàn tất
Quá trình hoàn tất có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm như:
- Tạo cho vải có dáng đẹp bề ngoài: Chỉnh sợi dọc vuông góc với sợi ngang, sấy khô, nhiệt định hình, phòng co cơ học, là cán, ….làm cho vải phẳng, láng mịn, có cảm giác khi sờ mát tay.
- Khi cần thiết còn làm cho vải có một số tính chất đặc biệt như: Tăng trắng quanng học, vải chống nhàu, chống co hoặc không thấm nước, không cháy, kháng khuẩn, ngăn ngừa tia UV...
Bảng 1.10: Chỉ số SPF của 2 loại vải polyeste nhuộm màu với nồng độ khác nhau, có xử lý và không xử lý chất hấp thụ tia UV [18]
Chỉ số ngăn ngừa bức xạ mặt trời
Thuốc nhuộm Sợi Stapen Sợi Taffeta
Không xử lý
2%
Cibatex APS
Không xử lý
2%
Cibatex APS 15
22 23 21
24 25 31 29
42
>50
>>50
>>50
>>50
>>50
>>50
>>50 Nhuộm trắng
Grey nhạt b Grey trung bình c Black d
Khối lượng (g/cm2) Độ dày (mm)
Độ thưa (ban đầu) (%) TiO2 (%)
165 0,288
3,80 0,30
70 0,178
0,13 0,06
(b-0,018% Terasil Yellow 4G, 0,018% Terasil Red R, 0,100% Terasil Blue 3RL-01 150%; c- Grey nhạt x 10; d- 4% Terasil Black SPL 200%)
Trong hầu hết các trường hợp, sự kết hợp quá trình hoàn tất vải ngăn ngừa tia tử ngoại với những quá trình hoàn tất vải khác không làm giảm khả năng ngăn ngừa tia tử ngoại. Nhưng nếu giá trị pH sử dụng trong quá trình hoàn tất ngăn ngừa tia tử ngoại và trong quá trình khác chênh lệch nhiều, chúng ta cần chia thành hai bước để tránh giảm hiệu quả của chất hấp thụ tia UV. Quá trình hoàn tất vải ngăn ngừa tia tử
ngoại cần được thực hiện trước, bởi sau quá trình hoàn tất các chất hoá học như chống thấm, hồ mềm, …hay quá trình cán, sẽ làm hạn chế hiệu quả liên kết hóa chất hấp thụ tia UV do sự hạn chế của các lỗ mao quản và độ xốp của xơ sợi. Ngược lại khi hoàn tất các hóa chất khác sẽ làm giảm độ thưa vải và tăng giá trị SPF cho vải.