Đề tài Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm hoàn tất vải may mặc từ sợi gai dầu pha viscose

n chất hữu cơ. Quá trình làm sạch và tái 10 sinh nguồn nước ô nhiễm này đòi hỏi nhà máy phải chi một khoản tiền không nhỏ và ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm gai dầu. 4/ Nghiên cứu thị trường: Tình hình xuất nhập – khẩu sợi gai dầu của thế giới và Việt nam thời gian qua (Nguồn: UN.statistic division, mã tài liệu: HS 2002) a/ Xơ gai dầu nguyên liệu đã qua chế biến, chưa kéo sợi, năm 2004-2007 (USD): Bảng 1: Các nước nhập khẩu chính Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Tây Ban Nha 13,192,011 45 Ý 5,010,636 17,1 Đức 4,207,200 14.4 Cộng hòa Czech 4,013,386 13,7 Vương Quốc Anh 2,881,386 9,8 Tổng nhập khẩu 29,304,726 100 Bảng 2: Các nước xuất khẩu chính Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Pháp 6,391,532 31,5 Vương Quốc Anh 4,565,612 22,5 Tây Ban Nha 4,130,000 20,4 Trung Quốc 2,626,890 12,9 Hà Lan 2,572,112 12,7 Tổng xuất khẩu 20,286,146 100 11 Bảng 3: Kim ngạch xuất – nhập khẩu xơ gai dầu đã qua chế biến, chưa kéo sợi của thế giới 2004 – 2007 (USD) Kim ngạch 2007 2006 2005 2004 Nhập khẩu 12,809,184 10,706,393 10,495,482 11,216,558 Xuất khẩu 6,939,182 5,675,563 8,482,333 9,823,501 b/ Sợi gai dầu (sợi đơn) năm 2004-2007: Bảng 4: Các nước nhập khẩu chính Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Tây ban nha 13,128,809 54,7 Đức 3,511,000 14,6 Ý 3,494,451 14,6 Vương Quốc Anh 2,362,209 9,8 Pháp 1,488,203 6,2 Tổng 23,984,672 100 Bảng 5:Các nước xuất khẩu chính Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Vương Quốc Anh 4,552,441 34,6 Tây Ban Nha 4,068,300 30,9 12 Trung Quốc 2,197,535 16,7 Ý 1,245,649 9,5 Thụy Sĩ 1,094,378 8,3 Tổng 13,158,303 100 Bảng 6: Kim ngạch XNK sợi gai dầu (sợi đơn) của thế giới 2004-2007(USD) Kim ngạch 2007 2006 2005 2004 Nhập khẩu 10,444,583 7,403,348 6,625,819 8,097,732 Xuất khẩu 5,833,833 4,184,989 3,070,274 5,145,005 c/ Sợi gai dầu xe, năm 2004 - 2007: Bảng 7:Các nước nhập khẩu chính (USD) Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Mỹ 3,945,823 27 Bỉ 3,841,394 26,3 Ý 3,398,526 23,3 Nhật 1,847,241 12,7 Hàn quốc 1,563,223 10,7 Tổng 14,596,207 100 13 Bảng 8: Các nước xuất khẩu chính trên thế giới Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%) Trung Quốc 10,657,580 61,0 Ý 2,600,606 14,9 Rumani 2,248,684 12,9 Hồng công 1,313,179 7,5 Bỉ 1,313,179 3,8 Tổng 17,476,931 100 Bảng 9:Kim ngạch XNK sợi gai dầu của thế giới 2004 – 2007(USD) Kim ngạch 2007 2006 2005 2004 Nhập khẩu 5,284,665 5,592,548 5,515,467 9,313,648 Xuất khẩu 4,522,679 5,435,637 4,217,706 7,191,905 d/ Tình hình xuất nhập – khẩu sợi gai dầu của Việt Nam (USD) Bảng 10: Kim ngạch 2004 2005 Nhập khẩu 168 11,728 Xuất khẩu - - Ban đầu ngành công nghiệp này phát triển, sau đó sụt giảm trong giai đoạn 14 những năm sau 1960. Từ năm 1990 nhất là các nước vùng Đông Âu (thay đổi nền kinh tế tập trung), số lượng nhà máy sụt giảm do các nguyên nhân: 1. Ngưng trợ cấp từ Nhà nước; 2. Thời gian từ gieo hạt đến sản xuất sản phẩm hoàn chỉnh là 6 tháng đến một năm. Điều này kéo dài thời gian quay vòng vốn, làm tăng chi phí; 3. Sản phẩm từ vải gai dầu bị thay thế bởi các loại vải tổng hợp khác; 4. Vải tổng hợp có giá thành rẻ hơn; 5. Các nhà máy hạn chế thay thế và nhập mới máy móc thiết bị kéo sợi ảnh hưởng đến sản lượng sợi trên thị trường; 6. Nhu cầu trên thị trường chưa cao do giá bán còn cao. Khả năng xuất khẩu ở châu Âu cũng sụt giảm, tuy có tăng lên ở thị trường Bắc Mỹ nhưng không đủ bù đắp cho sự sụt giảm ở châu Âu. Tình hình canh tác và chế biến sợi gai dầu trên thế giới những năm qua Bảng 11: Sản lượng sợi gai dầu từ năm 1961 – 2003 (đơn vị: tấn) Năm Năng suất Năm Năng suất Năm Năng suất Năm Năng uất 1962 304,549 1973 266,777 1984 152,906 1995 56,636 1961 299,923 1972 271,467 1983 154,636 1994 51,509 1963 310,775 1974 260,460 1985 157,157 1996 65,837 1964 339,596 1975 236,234 1986 163,000 1997 63,506 1965 340,821 1976 238,046 1987 167,516 1998 73,629 1966 368,373 1977 233,658 1988 152,049 1999 61,140 1967 348,338 1978 215,318 1989 107,814 2000 50,618 1968 300,486 1979 207,200 1990 83,997 2001 60,917 15 1969 297,691 1980 186,443 1991 66,442 2002 67,950 1970 280,278 1981 149,097 1992 76,331 2003 77,450 1971 282,269 1982 133,792 1993 63,568 Nguồn: FAOstat Bảng 12: Sản lượng sợi gai dầu của một số nước trên thế giới (triệu tấn): 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Thế giới 63,506 73,629 61,140 50,618 60,917 77,450 67,950 Trung Quốc 19,225 16,896 13,000 14,000 20,186 35,000 38,000 Triều Tiên 11,000 12,000 12,000 12,500 12,500 12,500 - Tây Ban Nha 9,980 22,527 17,160 7,047 15,000 15,000 15,000 Rumani 9,600 11,100 7,300 1,400 800 800 800 Sản lượng sợi gai dầu (biểu đồ) 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 Năm Sản lượng) Sản lượng sợi gai dầu 16 Chile 4,000 4,000 4,000 4,048 4,095 4,095 4,095 Nga 3,000 2,200 4,100 7,100 5,400 6,000 6,000 Thổ Nhĩ Kỳ 2,300 1,000 777 1,244 1,000 1,000 1,000 Ucraina 1,000 1,000 1,000 2,000 1,000 1,000 1,000 Hàn Quốc 448 267 326 263 235 224 224 Serbia 457 200 200 30 20 20 20 Pháp 260 400 370 370 260 360 360 Ba Lan 150 50 50 50 50 50 50 Nguồn: FAO stat, được phép của Tổ chức Nông lương của Liên Hiệp q uốc Bảng 13: Diện tích canh tác cây gai dầu ở một số nước ngoài khối EU (đơn vị ha) 1996 1997 1998 1999 Trung Quốc 58,000 15,000 15,000 15,000 Canada 18,000 25,000 25,000 25,000 Triều Tiên 17,000 17,000 17,000 17,000 Nga 11,490 9,490 6,260 10,230 Chile 4,200 4,200 4,200 4,200 Ucraina 4,000 3,500 2,000 2,000 Hungary 1,200 900 1,077 1,077 Rumani 1,000 2,000 3,080 3,000 17 croatia 679 1,000 1,000 1,000 Hàn Quốc 250 250 250 250 Bungary 48 8 8 Nguồn: FAO stat Bảng 14: Diện tích thu hoạch gai dầu ở một số nước thuộc khối EU (đơn vị: ha) Năm 1996 1997 1998 1999 2000/2001 2001/2002 Pháp 7,588 10,980 9,682 9,515 7,700 6,900 TâyBan Nha 1,450 4,828 19,860 13,473 6,103 784 Đức 1,362 2,766 3,553 3,993 2,967 3,948 Anh 1,697 2,293 2,556 1,517 2,245 3,566 Ba Lan 1,296 240 158 36 53 153 Hà Lan 893 1,322 1,055 872 806 946 Áo 661 938 974 289 287 860 Switzerland 150 200 250 250 250 250 Tổng cộng EU 13,658 23,216 39,990 30,179 20,404 17,213 Nguồn: FAOstat 1. Mặc dù không phải toàn châu Âu sản xuất gai dầu nhưng theo bảng 14 thì 18 sản lượng của châu Âu chiếm khoảng 80 – 90% toàn thế giới. Các nước chính sản xuất sợi gai dầu trong Liên minh châu Âu là Pháp, Đức, Anh, và Hà Lan. Tây Ban Nha cũng sản xuất số lượng đáng kể, nhưng chủ yếu cho ngành công nghiệp giấy. 2. Đặc điểm của cây gai dầu lấy sợi Thân thảo, mọc thẳng, là loại cây hàng năm, ít nhánh, lá màu xám xanh. Các lá chân vịt, với 5-7 lá chét. Các hoa nhỏ đơn tính. Quả nhỏ, mịn, màu nâu- xám, và hoàn toàn lấp đầy bởi các hạt. - Cao nhanh, đạt 7 -15 feet trong vòng 90 -120 ngày, đường kính trung bình thân cây khỏang 0.75- 1.5 inch, tán lá dày, nếu mật độ trồng cao sẽ hiệu quả trong diệt cỏ dại, tránh phải dùng đến thuốc diệt cỏ, thân thiện với môi trường. - Cây gai dầu thích hợp khí hậu ôn hòa, không khí ẩm ướt, và một lượng mưa ít nhất là 50-60 cm/ năm. - Không cần thuốc trừ sâu, tự bổ sung dưỡng chất cho đất như nitơ , kiểm soát sự xói mòn của đất, và chuyển đổi cacbonic để lấy oxy rất tốt. - Các giống hạt gai dầu được trồng phổ biến nhất để lấy sợi có thể phát triển lên đến 10-15 feet trong vòng 90-120 ngày. - Thu hoạch trước khi có hoa, thường vào tháng 8. - Năng suất đạt 30-80 tấn sợi khô/ha/năm, Công dụng của cây gai dầu trong cuộc sống: Từ xưa đến nay, cây gai dầu đã được trồng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: - Công nghiệp dệt may: từ sản xuất dây thừng, chão, vải làm buồm (do tính năng bền) hay các loại quần áo (do tính năng mát mẻ, mềm mại); - Chất dẻo phân hủy sinh học, nhiên liệu sinh học như dầu diesel sản xuất từ hạt gai dầu được gọi là hempoline, với đặc điểm là cháy sạch và không độc 19 hại. - Vật liệu xây dựng (vật liệu composite, chất phụ gia trong xi măng); - Vật liệu thay thế gỗ (gỗ ép đóng đồ nội thất, chuồng gia súc,); - Các loại mỹ phẩm (kem dưỡng ẩm, kem dưỡng da) chiết xuất từ dầu của hạt; - Công nghiệp chế biến thực phẩm (ngũ cốc, thức ăn cho chim, mồi câu cá) do hạt giống của cây có chứa các axit amin cũng như axit béo thiết yếu để duy trì cuộc sống, lá tươi còn dùng làm món salad; - Xơ gai dầu còn được sử dụng làm giấy Cây gai dầu được sử dụng như một loại cây xóa các tạp chất trong nước thải như hóa chất từ nhà máy, photpho từ phân gia súc và cụ thể là được trường đại học Southern Cross University (Lismore), New South Wales(Australia) nghiên cứu ứng dụng vào làm sạch các chất ô nhiễm từ thảm họa hạt nhân Chernobyl(Nga) Kết luận, hi vọng cho thời gian tới: 1) Sử dụng sản phẩm từ gai dầu góp phần bảo vệ môi trường do các hạn chế của sản phẩm từ vải tổng hợp. 2) Sử dụng cây gai dầu và hạt gai dầu có thể làm tăng khối lượng cây gai dầu canh tác, góp phần bảo vệ môi trường. 3) Ngoài việc sản xuất các sản phẩm cho nghành dệt may, gai dầu còn được sử dụng với các ngành công nghiệp khác như giấy, gỗ ép.., gia tăng sản xuất và tiêu dùng. 4) Nhu cầu hợp tác giữa các viện nghiên cứu và nông dân trồng gai dầu tăng, kích thích sản xuất và phát triển sản phẩm. 5) Cần sự tiếp thị mạnh mẽ và tích cực về tác dụng của các loại sợi tự nhiên so với sợi tổng hợp. Trong vài năm tới, khối lượng sản xuất có thể gia tăng và đa dạng hơn để 20 đáp ứng nhu cầu thị trường, kích thích các nhà máy trong ngành công nghiệp này phát triển hơn. Xu hướng trong tương lai Từ những năm 1990 trở lại đây, khi đời sống được cải thiện, người tiêu dùng ưa chuộng những loại vải dệt từ sợi tự nhiên như gai dầu, lanh, bông làm tăng nhu cầu thị trường dẫn đến mở rộng và phát triển sản xuất hình thành ngành công nghiệp gai dầu. Theo bảng số liệu trên, từ giữa những năm 90, cây gai dầu bắt đầu tiến vào thời kì phục hưng dựa trên 2 yếu tố: phát triển thị trường mới và công nghệ mới. 1/Về phát triển kỹ thuật: Quá trình ngâm cây gai dầu cần thiết cho việc khai thác sợi hiệu quả hơn, chất lượng tốt hơn. Sợi dài dùng trong công nghiệp dệt vải, sợi ngắn phù hợp hơn với vải công nghiệp không dệt, vật liệu composite, giấy, Từ năm 2002 Cộng hòa Liên bang Đức đã chế tạo được máy M. Karus, nova-Institut, ngoài việc tách xơ để làm sợi dệt vải, máy còn có thể chế biến phần bã cây gai dầu thành phân bón hoặc để sản xuất giấy, làm thức ăn gia súc,Các nhóm xơ, sau khi qua xơ chế biến, được xử lí, kết hợp với các phương pháp hóa học (như tẩy trắng, nhuộm), hay dùng phương pháp enzyme để kéo pha với bông, len. Trên thế giới đã sản xuất thành công vải 100% làm từ sợi gai dầu, vải kết hợp giữa gai dầu và bông, giữa gai dầu và len lông cừu.. cho ra các sản phẩm mới, chất lượng và giá trị kinh tế rất cao. 2/ Phát triển thị trường mới: May mặc: Vấn đề chính của xơ gai dầu là tương đối thô .Vì thế, muốn sử dụng trong công nghiệp dệt may, nhà sản xuất phải lựa chọn giống cây gai dầu thích hợp và dùng công nghệ thích hợp (tẩy trắng, làm mềm) để cho ra sản phẩm tốt, chất lượng cao. Vt liu tng hp composite: Đây là mt th trng mi và tim năng t 21 nhng năm 2000, đc s dng trong ni tht xe hi. Th trng này nhanh chóng phát trin và tiêu th hn 28,000 tn si thc vt, trong đó có 3,500 tn si gai du (ngun: Nova – Insert Theme). II/ Tính chất nguyên liệu 1/Đặc điểm của sợi cây gai dầu: - Sợi gai dầu dài, chắc và bền, có khả năng chịu nhiệt tốt, hấp thụ độ ẩm và nhả ẩm nhanh, hấp phụ các khí độc hai trong môi trường đồng thời chống nấm mốc cao hơn sợi cotton. - Có khả năng chống tia UV, tia cực tím từ ánh nắng mặt trời hiệu quả hơn bất kì loại vải nào khác. - Các đường chỉ rõ ràng theo thớ vải, tạo thành gân tự nhiên khi mặc. - Vải thô hơn vải dệt từ sợi cotton hoặc sợi len có cùng chi số , nhưng ngày nay có thể kết hợp với một số loại xơ hoặc sợi khác như lông cừu, tơ tằm, cotton, visco sợi tổng hợp để làm mịn đến một mức độ nào đó, tạo phong cách cho thời trang mới. - Mùa hè mặc mát mẻ, mùa đông mặc ấm áp. Xơ kỹ thuật có chiều dài từ 104 – 170 mm, mỗi xơ kỹ thuật chứa từ 10 -50 xơ đơn, chúng liên kết với nhau bằng keo lignin. Xơ đơn chỉ là một tế bào hình thoi có thành dày, 2 đầu nhọn. Các đại phân tử xenlulo của xơ có hệ số trùng hợp và độ định hướng cao hơn xơ bông nên xơ có cấu trúc chặt chẽ hơn xơ bông và vì vậy độ bền cơ học của chúng cũng cao hơn. Ở dạng xơ kỹ thuật, là các chùm xơ cơ bản dính kết nhau bởi keo lignin. Trên bề mặt xơ có các lỗ thủng. Nhờ các lỗ thủng trên xơ gai dầu (có nghĩa là khi nhìn qua kính hiển vi phóng to, ta sẽ thấy có rất nhiều lỗ li ti trên bề mặt xơ) làm cho vải dệt từ sợi gai dầu khô nhanh chóng một cách tự nhiên hay dễ dàng vẩy cho khô. Các bó xơ sợi nằm ở các lớp trong của vỏ thân cây gai dầu. Các bó xơ các 22 lớp bên trong thường ngắn hơn và tốt hơn hơn so với các lớp ngoài. Mỗi xơ cơ bản là một tế bào, các tế bào được kết nối bởi lớp keo (pectin lignified) và công việc quan trọng nhất để chế biến sợi gai dầu là hạn chế và hòa tan lớp keo này. Đường kính của các xơ cơ bản là 15-50 micron. Độ dài trung bình là 35 ± 40mm nhưng chúng có thể thay đổi từ 5- 100mm. Chiều dài của bó sợi khoảng 1.500 ± 2.500 mm. Độ bền đứt sợi gai dầu cao hơn so với sợi lanh, độ dãn thấp (2 ± 3%). Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của xơ gai dầu và một số xơ thực vật: Bảng 15: Loại xơ Chiều dài xơ (cm) Độ mảnh (Denier) Chiều dài tế bào xơ (mm) Đường kính tế bào xơ (µm) Hình dạng mặt cắt ngang của xơ Gai dầu 100-300 3-20 5-55 10-50 Đa giác Xơ lanh 20-140 1.7-17.8 4-77 5-76 Đa giác Gai (ramie) 4.6-6.4 40-250 16-126 Lục giác/ bầu dục Cotton Giống kích thước của tế bào 1-3.3 15-56 12-25 Tròn/Oval So sánh kích thước các loại xơ ta dễ dàng thấy xơ gai dầu dài và mịn hơn xơ lanh, Gai(ramie), nhưng thô hơn cotton. Thành phần hoá học của xơ gai dầu, cotton và một số loại xơ libe khác: Bảng 16 Tên xơ Xenlulo% Hemi- xenlulo% Pectin% Lignin% Khoáng% Chất béo% 23 Gai dầu (hemp) 74-76 15-17 0.9 4.5 0.8 0.6 Lanh 71.2 18.6 2.0 2.2 4.3 1.6 Đay 71.5 13.3 0.2 13.1 1.2 0.6 Gai (ramie) 68.6 13.1 1.9 0.6 - - Xơ dừa (nâu) 35.6 15.4 5.1 32.7 3.0 - Xơ dừa (trắng) 36.7 15.2 4.7 32.5 3.1 - Cotton 82.7-92 2-5.7 5.7 0.5-1 - 0.7 Hình 2: ảnh phóng lớn của (a) thân cây gai dầu) và (b) một đoạn thân cây gai dầu theo chiều dọc. Nguồn: DeMontfort University, 2004. 24 - Hình 3: Cấu trúc của thân cây gai dầu. Nguồn: Đại học Nông nghiệp Augusta (Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu.) Chú thích hình: I – lớp biểu bì (curtin) 1 – lỗ khí II – lớp vỏ ngoài cùng 2 – biểu bì III – lớp vỏ giữa 3 – mô giữa (mô keo) IV – sợi libe 4 – nhu mô V – mô gỗ 5 – trung bì VI – lõi cây 6 – sợi ngoài cùng 7 – sợi bên trong 8 – lõi cây 9 – mô gỗ 10 – mao mạch dẫn 11 – xơ gỗ 12 – lõi nhu mô ngoài cùng 13 – lõi nhu mô 14 – ống dẫn chính 25 Khả năng hút ẩm của sợi thông thường là 12%. Để so sánh, sợi gai dầu chứa nhiều keo hơn so với sợi lanh, đường kính sợi nhỏ hơn nhưng ít nhạy cảm với hóa chất, có khả năng kháng acid mạnh (acid gây mồ hôi), vì thế, ít thối hơn lanh khi xơ chế. Hình 4 (a) Mặt cắt dọc thân cây gai dầu (1): Sự phân phối các bó sợi và khớp nối giữa sợi bởi chất anastomosises) Nguồn: PWRiL, Warsaw, Poland. 26 Hình 4 (b) Mặt cắt ngang của xơ gai dầu (1 = bó xơ; 2 = nhu mô). Nguồn: Gesamtverband der Deutschen Versicherungs-wirtschaft. Courtesy:www.tis-gdv.de. Bảng 17: Các thành phần hóa học của sợi gai dầu Thành phần Chiếm tỷ lệ Cellulose 74- 76% Hemi-xenlulo 15- 17% Lignin 4.5% Pectin 0.9% Chất khoáng 0,8% Chất béo 0,6% Các chất hòa tan trong nước 2,1% Tổng cộng 100% 27 Bảng 18: Các đặc tính vật lý của xơ gai dầu Đường kính 15 -50 microns Chiều dài bó xơ 1.500 - 2.500 mm Độ bền tương đối 40 - 70 N / Tex Độ giãn đứt tối đa 4.2% Hồi ẩm 12% a/ Lý tính: Thông số cơ học của xơ gai dầu và một số loại xơ thực vật khác: Bảng 19 Loại xơ Độ mảnh (dtex) Độ bền tương đối (g/dtex) Độ kéo giãn (%) Độ hút ẩm(ở đk tiêu chuẩn)% Lanh 3.0 5.1 2.8 8 Gai(ramie) 7.0 6.1 3.6 6 Gai dầu 3.5 5-7 2.6 12 cotton 1-3.3 2.5-4 6-8 7-8 - Độ hồi ẩm: 12% - Độ bền: cao nhất trong các loại xơ thiên nhiên. - Cảm giác sờ tay: thô ráp, sau khi tẩy, giặt sẽ có cảm giác mềm mại hơn - Tính dẫn nhiệt: xơ gai dầu dẫn nhiệt tốt - Tính cháy: cháy nhanh với ngọn lửa sáng. Tro có màu trắng hoặc hơi xám. - Bền với ánh sáng. - Kháng nấm mốc. - Khả năng chống tia UV rất tốt. 28 - Bền với kiềm, nhạy cảm với axit, dễ nhuộm. b/ Hóa tính: - Tác dụng của acid và bazơ: chủ yếu giống như cotton. Acid loãng không ảnh hưởng tới sợi gai dầu. Acid đậm đặc làm xơ bị phân hủy. Kiềm nóng không ảnh hưởng. - Tác dụng của chất oxy hóa – khử: giống như cotton, chúng được dùng để tẩy trắng sợi hemp nhưng cũng gây tổn hại ít nhiều cho vật liệu. - Tác dụng của dung môi: giống cotton, dung môi clo hóa và dung môi chứa oxy (ví dụ: acetone) không ảnh hưởng tới xơ gai dầu . - Sau khi thu hoạch, các thân cây được phơi nắng để loại bỏ pectin (các chất kết dính) trong 4-6 tuần. hầu hết gai dầu lấy sợi đều có thân gỗ rỗng, hàm lượng chất xơ cao (35% trở lên). - Để tách lõi gỗ khỏi sợi, sử dụng một chuỗi các trục ép. Các bó xơ sau đó được làm sạch và chải thô đạt đến tiêu chuẩn và có độ mịn mong muốn, cắt theo kích thước định sẵn. - Sau khi chải, các bước tiếp theo là: thảm (để sản xuất các loại vải không dệt); nghiền (bằng cách phân tách bó sợi bằng hóa chất hoặc các phương pháp vật lý để sản xuất giấy), làm mềm (tăng độ mịn và tính linh hoạt), cho vào lò hơi nước (loại bỏ tạp chất, chất kết dính) ta được xơ để kéo sợi. Một loại vải hứa hẹn cho tương lai là vải cotton hóa sợi gai dầu: loại bỏ gần hết keo lignin trong sợi gai dầu (chất keo làm cho vỏ và thân cây cứng), nhưng ngăn ngừa xơ khỏi bị tách hoàn toàn, thay đổi một chút trong thiết bị kéo sợi bông hoặc len cho phù hợp kéo sợi libe. Trung Quốc đã nghiên cứu thành công việc làm giảm hàm lượng lignin trong sợi gai dầu từ 4.5% đến ít nhất chỉ còn 0.2%. Kết quả: cotton hóa sợi gai dầu thành công, xơ mềm mại và phù hợp khi kéo sợi và dệt trên dây chuyền sợi bông họặc len hay có thể để pha với sợi nhân tạo. 29 Quy trình chế biến sợi gai dầu: Thân cây gai dầu (1000kg) Ngâm (900kg) Tước sợi (giầm) Xơ gai dầu (100kg) Xơ gai dầu thô (120kg) Chải Sợi dài (38kg) sợi ngắn (56kg) Kéo sợi Kéo sợi Kéo sợi Sợi (34kg) Sợi (37kg) Sợi (73.7kg) Dệt vải Xe và làm bóng Xe và làm bóng Xe và làm bóng Vải (29.7kg) Sợi xe bóng (33.3kg) Sợi xe bóng (35.6kg) Sợi xe bóng (69.3kg) Hao hụt (70kg) Bã gai dầu (610kg) 30 2/ Xơ, sợi viscoce a/ Tính chất cơ lý : Bảng 20 Độ trùng hợp (n) 300-350 Độ bền đứt ở trạng thái khô (cN/tex) 20 ÷ 24 Độ bền đứt ở trạng thái ướt (cN/tex) 10 ÷ 15 Độ dãn ở trạng thái khô (%) 20 ÷ 25 Độ dãn ở trạng thái ướt (%) 25 ÷ 35 Hồi ẩm 12% - Trải qua nhiều xử lý hóa học, mạch phân tử xenlulo bị cắt ngắn, - Cấu trúc xơ xốp, mạch ngắn, nên độ bền đứt kém bông 2÷ 3 lần. - Hơn thế do có độ kết tinh thấp nên sự hấp thụ nước làm xơ trương nở và làm tăng độ giãn đến 20%. - Độ bền kéo trung bình. - Độ bền ma sát giảm khi ướt. - Là vật liệu dễ nhàu do trong mạch đại phân tử có nhiều nhóm cực mà lại thiếu liên kết ngang nên trong quá trình gia công và sử dụng, vải visco phải được xử lý cẩn thận để tránh kéo giãn, làm nhàu. b/Tính chất hóa học : Tương tự như xơ bông, nhưng viscose nhạy cảm hơn với hóa chất. - Dưới tác dụng của các acid đậm đặc ở nhiệt độ thường và các dung dịch acid loãng ở nhiệt độ cao, xơ viscose sẽ bị phá hủy nhanh và hoàn toàn hơn xơ bông Dưới tác dụng của dung dịch kiềm loãng ở nhiệt độ cao, xơ viscose bị phá hủy nghiêm trọng, nhưng dưới tác dụng cũa dung dịch kiềm loãng ở nhiệt độ thường thì xơ chỉ bị trương nở. 31 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM - I/ Chọn nguyên liệu: Để phát huy các tính chất ưu việt của sợi gai dầu cũng như khắc phục một số hạn chế của chúng như thô, ráp, không bóng , độ dãn thấp người ta đã pha xơ gai dầu với một vài loại xơ khác. Trong phạm vi đề tài chúng tôi lựa chọn nguyên liệu là sợi gai dầu pha visco để dệt vải. Như vậy ta sẽ được loại vải thiên nhiên mềm mại, sang trọng, thoáng mát, thấm mồ hôi nhưng , dễ dệt và xử lý hoàn tất, giá thành không quá cao. + Nguyên liệu: Sợi gai dầu pha visco tỷ lệ 70/30 - Sợi dọc : Gai dầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/1, Nm 48/2 -Sợi ngang: 1/Gai dầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/1 2/Gai dầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/2, độ nhỏ Nm 48/3 Bảng 4. Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của sợi đưa vào sản xuất. Bảng 21 TT Chỉ tiêu Phương pháp thử Gai dầu + visco Nm 48/1 Gai dầu + visco Nm 48/2 Gai dầu+ visco Nm 48/3 Độ nhỏ thực tế (Nm) 48.2 23.8 15.6 1 Độ nhỏ Cv độ nhỏ (%) (Dùng lựa chọn 1) ASTMD 1907- 97 4.2 2.1 1.7 Trung bình (X/m) 827 550 350 2 Độ săn Cv độ săn, % ASTM D 1422- 99 2.8 2.3 2.5 32 Độ bền đứt (cN) 322.9 675 1031 Cv độ bền (%) ASTM D 2256- 97 21.4 15.4 10 Độ bền t. đối (cN/tex) ASTM D 2256- 97 15.5 16.2 16.5 3 Độ bền kéo đứt Độ dãn đứt (%) 2.7 5.2 5.8 II/ Thiết kế mặt hàng: Sau đây là thiết kế cho 03 mặt hàng vải dệt từ sợi gai dầu pha visco. -Vải mỏng, trọng lượng 100-150g/m2, độ bền màu giặt ≥ 4 -Vải trung bình, trọng lượng 155- 200g/m2, độ bền màu giặt ≥ 4; -Vải trang trí nội thất. Độ bền màu giặt ≥ 3.Độ bền màu ánh sáng ≥ 4 Mặt hàng 1: kí hiệu HV1 - Vải mỏng, có trọng lượng nhẹ: Sợi dọc gai dầu pha visco chi số 48/1Nm, sợi ngang gai dầu pha visco chi số 48/1Nm. - Công dụng: dùng để may áo thời trang nam nữ, khăn, khăn tay, khăn trải bàn... Bảng 22. Thông số thiết kế mặt hàng vải gai dầu pha visco mỏng – HV1 Các thông số Đơn vị đo HV1 Nguyên liệu dọc Nm 48/1 Nguyên liệu ngang Nm 48/1 Độ săn sợi dọc x/m 827 33 Độ săn sợi ngang x/m 827 Kiểu dệt Vân điểm Khổ mắc máy cm 160 Khổ hạ máy cm 158 Lược dệt Khe/cm 15 Số sợi sâu 1 khe Nền Sợi/khe 2 Biên Sợi/khe 2 Tổng số sợi dọc nền Sợi 4800 Biên Sợi 30 Toàn bộ Sợi 4830 Mật độ dọc Sợi/10cm 300 Mật độ ngang Sợi/10cm 250 Độ co dệt dọc % 1.8 Độ co dệt ngang % 2.5 Trọng lượng sợi dọc g/m 101 Trọng lượng sợi ngang g/m 83 Trọng lượng sợi toàn bộ g/m 184 34 Trọng lượng g/m2 g/m2 115 Mặt hàng 2: kí hiệu HV2 .Vải có trọng lượng trung bình - Mục đích sử dụng: Vải quần thời trang cho phụ nữ, vải áo cho nam giới. Mặt hàng này yêu cầu dày vừa phải , kết cấu chặt hơn so với mẫu HV1. - Lựa chọn nguyên liệu: + Sợi dọc: sợi gai dầu pha visco độ nhỏ Nm 48/1. + Sợi ngang: sợi gai dầu pha visco độ nhỏ Nm 48/2 Bảng 23: Thông số thiết kế mặt hàng vải gai dầu pha visco có trọng lượng trung bình – HV2 Các thông số Đơn vị đo HV 2 Nguyên liệu dọc Nm 48/1 Nguyên liệu ngang Nm 48/2 Độ săn sợi dọc x/m 827 Độ săn sợi ngang x/m 550 Kiểu dệt Vân điểm Khổ mắc máy cm 160 Khổ hạ máy cm 158 Lược dệt Khe/cm 15 Số sợi sâu 1 khe 35 Nền Sợi/khe 2 Biên Sợi/khe 2 Tổng số sợi dọc nền Sợi 4800 Biên Sợi 30 Toàn bộ Sợi 4830 Mật độ dọc Sợi/10cm 300 Mật độ ngang Sợi/10cm 240 Độ co dệt dọc % 1.8 Độ co dệt ngang % 1.3 Trọng lượng sợi dọc g/m 101 Trọng lượng sợi ngang g/m 160 Trọng lượng sợi toàn bộ g/m 261 Trọng lượng g/m2 g/m2 163.1 Mặt hàng 3: kí hiệu HV3 - Mục đích sử dụng: làm rèm cửa, vải bọc. Mặt hàng này dùng kiểu dệt vân điểm 1/1 hoặc vân điểm tăng đều 2/2 để vải dày và có độ rủ, mềm mại. - Lựa chọn nguyên liệu: + Sợi dọc: sợi gai dầu pha visco.48/2Nm + Sợi ngang: sợi gai dầu pha visco 48/2Nm hoặc 48/3Nm 36 - Vải dày: Sợi dọc gai dầu pha visco xe chi số 48/2Nm, sợi ngang gai dầu pha visco xe 48/2 hoặc 48/3. - Công dụng: dùng để may quần, áo, bộ vets, túi xách thời trang, làm rèm cửa, bọc gối, nệm hoặc khăn trải bàn. - Thông số thiết kế: Bảng 24: Thông số thiết kế mặt hàng vải trang trí nội thất– HV 3 Các thông số Đơn vị đo Mặt hàng HV3/1 Mặt hàng HV3/2 Nguyên liệu dọc Nm 48/2 48/2 Nguyên liệu ngang Nm 48/2 48/3 Độ săn sợi dọc x/m 550 550 Độ săn sợi ngang x/m 550 450 Kiểu dệt 1/1 1/1 Khổ mắc máy cm 160 160 Khổ hạ máy cm 158 158 Lược dệt Khe/cm 12 12 Tổng số sợi sâu 1 khe lược Nền Sợi/khe 2 2 Biên Sợi/khe 3 3 Tổng số sợi dọc nền Sợi 3840 3840 37 Toàn bộ Sợi 3840 3840 Mật độ dọc Sợi/10cm 240 240 Mật độ ngang Sợi/10cm 240 200 Độ co dệt dọc % 3 3 Độ co dệt ngang % 2.4 1.6 Trọng lượng sợi dọc g/m 160 160 Trọng lượng sợi ngang g/m 160 200 Trọng lượng sợi toàn bộ g/m 320 360 Trọng lượng riêng g/m2 200 225 38 III/ Quy trình công nghệ: (a) Gai dầu pha visco tẩy trắng (b) Gai dầu pha visco nhuộm màu Riêng đối với mặt hàng HV3 sợi dọc xe và không hồ nên ta bỏ qua công đoạn rũ Si dc đn Mc H Dt Đt lông Nu, Ty H hoàn tt Chng co Đóng gói Si ngang Si dc đn Mc H Dt Rũ h Nu, Ty Nhum Git H hoàn tt Si ngang Rũ h Chng co Đóng gói Đt lông KTCL KTCL Cán nóng Cán nóng 39 hồ mà cho vải sang tẩy trắng hoặc nhuộm sau khi đốt lông, giặt. IV/ NHUỘM (mẫu nhỏ) A. Nhuộm Visco 1/ Một số tính chất quan trọng của visco + Tác dụng của nước: Visco có độ trương nở rất lớn trong nước (lớn hơn nhiều so với bông) và do đó có độ bền ướt giảm đi đáng kể so với độ bền khô (giảm khoảng 55- 60%) +Tác dụng của hóa chất trợ: Đối với kiềm, visco nhạy cảm hơn nhiều so với bông. Tác dụng tương tự như vậy đối với các muối kim loại và chất tẩy. Cấu tạo sợi bông hàm chứa khoảng 70% phần tinh thể, trong khi đó visco tỷ lệ này chỉ khoảng 45 – 50 % và bản thân visco có độ rỗng (xốp) hơn nhiều, do đó sợi có diện tích bề mặt bên trong lớn hơn nhiều so với bông. Trong môi trường kiềm visco bị trương nở lớn ngay cả khi ở nồng độ kiềm thấp, đồng thời một phần polime có phân tử lượng thấp của visco bị hòa tan. Với clo hoạt động tốc độ phản ứng của visco nhanh hơn 2 lần so với bông, vì vậy sẽ dễ bị tổn thất. Đối với môi trường axit ngược lại visco lại bền hơn so với bông. 2/ Khả năng hút thuốc nhuộm: Xét về phương diện nhuộm thì visco tương đương như bông, có thể sử dụng được tất cả các lớp thuốc nhuộm thường dùng để nhuộm bông.Tuy nhiên thuốc nhuộm bắt màu trên visco nhanh hơn nhiều so với bông. Vì vậy để nhuộm đạt kết quả tốt cho visco đòi hỏi phải có sự lưu tâm đặc biệt hơn .Kết quả nhuộm được đều màu đối với visco khó hơn nhiều so với bông. Vấn đề khác biệt nhau đó của việc nhuộm 2 loại nguyên liệu nói trên là do có sự khác nhau về cấu trúc cao phân tử, một mặt do tỷ lệ phần cấu trúc tinh thể và không tinh thể, mặt khác 40 là mức độ sắp xếp cấu trúc. Sự khác nhau của cấu trúc cao phân tử một mặt gây ra sự hấp phụ thuốc nhuộm khác nhau cũng như dẫn đến mức độ nhuộm khác nhau, dẫn đến sự khác nhau về tốc độ nhuộm giữa bông và visco. Về nguyên tắc thì nếu tỷ lệ phần kết tinh của sợi càng cao thì sợi sẽ hấp phụ thuốc nhuộm càng thấp. Do đó xơ sợi bông hấp phụ thuốc nhuộm thấp hơn nhiều so với visco Sự hấp thụ thuốc nhuộm nhanh dẫn đến kết quả nhuộm khó đều màu đối với visco Đối với tốc độ nhuộm có ảnh hưởng bởi độ xốp của sợi và tỷ lệ thuận với độ trương nở của sợi. Sợi càng xốp thì diện tích bề mặt nội tạng (bên trong sợi) càng lớn và tổng các điểm hấp phụ càng nhiều làm cho phân tử thuốc nhuộm dễ đi vào. Mặt khác đường kính mao quản càng lớn thì phần thuốc nhuộm khuyếch tán đi vào càng lớn. 3/ Công nghệ nhuộm Visco Quá trình xử lý Visco yêu cầu đặc biệt phải thận trọng hơn nhiều so với xử lý bông, vì visco một là có độ bền ướt rất thấp do đó dẽ bị tổn thương bởi quá trình cơ học, hai là rất nhạy cảm với dung dịch các chất xử lý do đó đễ tổn thương bởi quá trình hóa học Đối với visco ở trạng thái ướt cần thiết phải vận hành cẩn thận, nấu trong điều kiện sức căng nhẹ, đồng đều và tránh bị nén ép bằng cơ học. Thành bể nhuộm và các chi tiết của thiết bị yêu cầu phải trơn nhẵn vì visco dễ bị xơ xước. Dung dịch xử lý và thời gian xử lý chọn điều kiện nhẹ hơn và ngắn hơn so với xử lý bông. Yêu cầu về nguồn nước tương đối khắt khe như đối với tơ tằm, trước hết phải là nước mềm. Về nguyên tắc sử dụng các lớp thuốc nhuộm, thiết bị nhuộm tương tự như khi nhuộm bông. 41 Trước khi nhuộm vải cần được loại bỏ sạch hồ sợi (nếu có) các chất dầu và chất bẩn ngoại lai khác. Visco thường được giặt trong dung dịch nhiệt độ từ 60 – 70 0C chứa 5 g/l chất giặt và 2g/l Na2CO3 thời gian 30 – 40 phút, sau đó giặt ấm 2 lần và giặt lạnh 1 lần (vì bản chất của visco là tương đối sạch) Xử lý hoàn tất vải sau nhuộm: Trong quá trình gia công mặt vải thường bị ảnh hưởng, đặc biệt là cảm giác sờ tay bị giảm. Vì vậy sau nhuộm cần được khôi phục lại đặc tính vốn có của visco bằng cách sử dụng chất làm mềm thích hợp để xử lý. B.Nhuộm gai dầu Sợi gai dầu về phương diện hóa học và cấu hình rất giống với xơ sợi lanh, vì vậy phương pháp tiền xử lý cũng tương tự đối với lanh, chỉ chú ý là sợi gai dầu dòn hơn, vì vậy trong quá trình xử lý với hóa chất sẽ nhạy cảm hơn, cho nên cần chú trọng hơn trong xử lý, có nghĩa là sử dụng lượng hóa chất trợ cần ít hơn, thời gian xử lý ngắn hơn. Trong thực tế sản xuất người ta thường không tẩy trắng vải trước nhuộm vì để bảo vệ được độ bền cho gai dầu (chỉ trường hợp nhuộm màu thật tươi sáng ). Sợi gai dầu thô và bền hơn lanh nên khả năng nhuộm màu tương đương lanh. Trước khi nhuộm chỉ cần nấu khoảng 1 giờ trong dung dịch: Na2CO3 2g/l chất giặt 0,5g/l Sau đó giặt kỹ bằng nước ấm Vải xử lý sau nhuộm - Nếu cần độ mềm mại thì sau nhuộm xử lý làm mềm với: Chất hồ mềm thích hợp cho xơ sợi xenlulo : 2 – 3 g/l Glycerin 25 g/l Thời gian 20 phút, nhiệt độ phòng  vắt  sấy 42 Tóm lại qua nghiên cứu lý thuyết của từng loại nguyên liệu riêng biệt nói trên. Đối với mặt hàng đề tài chọn là sợi gai dầu pha với visco tỉ lệ 70/30, đối với sợi đơn có hồ sợi dọc và sợi xe không hồ sợi dọc. Chúng tôi chọn quy trình xử lý ướt như sau: 1. Tiền xử lý: Do cả 2 loại nguyên liệu đều cần lưu ý trong khâu tiền xử lý về các tác động cơ, hóa học so với bông và lanh, Đơn nấu tẩy như sau Chất giặt 3g/l Na2CO3 2g/l Nhiệt độ 800C, thời gian giặt 40 phút Sau đó giặt ấm 2 lần và 1 lần giặt lạnh a/.Nhuộm màu Để hài hòa các tính chất và điều kiện nhuộm cũng như đáp ứng một số tính chất nhuộm phù hợp với thực tiễn sản xuất, tiêu dùng, chúng tôi lựa chọn lớp thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm hỗn hợp sợi pha nói trên Theo kinh nghiệm và lý thuyết khi nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính chọn quy trình nhuộm đẳng nhiệt là thích hợp nhất để hạn chế hiện tượng sọc màu. 43 A: Chất ngấm B: Muối C: Chất oxyhoa nhẹ D: Thuốc nhuộm đã hòa tan E: Na2CO3 F: Xút b/ Quy trình xử lý trong phòng thí nghiệm Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm các công đoạn : hồ sợi dọc, công đoạn hoàn tất trong phòng thí nghiêm trước khi thực hiên mấu lớn Do vải dệt từ sợi gai dầu pha visco,thành phần gai dầu lớn hơn. đây là loại sợi 0C 600C E F 90 (phút) A B © 44 kéo từ xơ kỹ thuật, xơ dài và cứng.do đó phải rất lưu ý tới công đoạn hồ.thành phần chất hồ sợi dọc sao cho sợi sau khi hồ phải đạt các yêu cầu của công đoạn dệt như tăng độ bền, giảm độ xù lông( gây dính sợi), đông thời sợi ngấm chất hồ rất nhanh nên nồng độ chất hồ phải phù hợp để sợi không dính, vón. Dễ rũ hồ. Qua một số lần thử nghiệm với các đơn hồ và hóa chất hồ khác nhau chúng tôi chọn ra đơn hồ cho sợi dọc như sau Bột koai mì:: 1.5 % prosize: 3.5% BMW : 3.5% Tốc độ hồ đặt cao hơn sợi cotton cùng chi số 15%( do sợi gai dầu hút dung dịch hồ rất nhanh. Nếu đặt tốc độ hồ thấp, lượng hồ ngấm vào sợi quá nhiều gây nên vón sợi dọc thành màng sợi và rất khó dệt) 1/ Tiền xử lý : 1-a/ Rũ hồ: Dùng men vi sinh để rũ hồ tinh bột ( đối với loại vải có hồ sợi dọc) Trước khi tẩy trắng, nhuộm và in hoa cần phải loại bỏ sạch hồ, tức là "rũ hồ" và nấu (hoặc giặt) để vải mềm mại, có độ mao dẫn tốt, làm cho tẩy trắng và nhuộm đều. Thêm nữa nếu còn hồ thì một số thuốc nhuộm và chất xử lý hoàn tất có thể phản ứng với chất hồ. Các loại men rũ hồ thường sử dụng là α- amylaza trên các loại thiết bị khác nhau như bể ngấm men rũ hồ sau máy đốt lông, máy gián đoạn, máy cuộn ủ hoặc các thiết bị liên tục. Để đạt hiệu quả rũ hồ cao, cần lựa chọn được các thông số nhiệt độ, pH và nồng độ chất điện ly phù hợp với loại men sử dụng. Thông thường quá trình rũ hồ được kết hợp sau khi đốt lông "ngấm ép-cuộn ủ" hoặc "ngấm ép-chưng hấp" sau đó vải được giặt giũ hồ và nấu, tẩy... - Chúng tôi chọn đơn công nghệ rũ hồ dùng enzym theo phương pháp tận trích 45 trong phòng thí nghiệm: Lavistazym GEP 0,7% hoặc Aquazym XT-L 1,0 % Proder (ngấm nấu) 0,3 % hoặc Diadavin UN 0,5g/l Na2CO3 (pH 7-8) 1,0 g/l Dung tỷ 1:15 Nhiệt độ 70oC Thời gian 30 phút → Giặt nóng 80oC/10 phút  Giặt ấm 50oC/10 phút  Giặt lạnh 5 phút 1-b/ Giặt: Do cả 2 loại nguyên liệu đều cần lưu ý trong khâu tiền xử lý về các tác động cơ, hóa học so với bông và lanh, điều kiện xử lý cần điều chỉnh như sau: chất giặt 3g/l Na2CO32g/l Nhiệt độ 800C, thời gian giặt 40 phút Sau đó giặt ấm 2 lần và 1 lần giặt lạnh 2. Nhuộm màu Để phù hợp với thực tiễn sản xuất, tiêu dùng, chúng tôi lựa chọn lớp thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm hỗn hợp sợi pha nói trên 2.a / Đơn nhuộm màu 01 Thuốc nhuộm:Màu xanh đậm 46 Sumifix Red RGB 0,4 % Sumifix Yellow RGB 0.5 % Sumifix Navy RGB 3.5 % Na2SO4 80 g/l Na2CO3 20 g/l Lever Co 0,3% LR: 1:10 Nhiệt độ nhuộm: 600C Thời gian 60 phút Sơ đồ nhuộm màu 01 A : Chất trợ B: Thuốc nhuộm 400C A B 10 phút 60 0C 600C x 60 phút X C 47 C: Na2CO3 Giặt sau nhuộm: Giặt lạnh 20 phút Giặt nóng với chất giặt Sandopur RSK: 2g/l 850C thời gian 20 phút Giặt nóng 20 phút Giặt lạnh 20 phút Cầm màu 1% 2.b/ Đơn nhuộm màu 02- Màu vàng nhạt Thuốc nhuộm Sumifix Red RGB 0,013% Sumifix Yellow RGB 0,07% Sumifix Navy RGB 0,02 % Na2SO4 20g/l Na2CO3 5g/l Lever Co 0,5% LR: 1:10 Nhiệt độ nhuộm: 600C Thời gian 45 phút 48 Sơ đồ nhuộm màu 02 A: Chất trợ B: Thuốc nhuộm C: Na2CO3 Giặt sau nhuộm: Giặt lạnh 15 phút Giặt nóng có chất giặt Sandopur RSK 1g/l Nhiệt độ 850C Thời gian 15 phút Giặt nóng 15 phút Giặt lạnh 15 phút 2-c/ Hồ mềm: Silicon 5g/l Mức ép 70 % Nhiệt độ thường A B 400C 10 phút 600C 600C x 45 phút X C 49  sấy khô 1000C 2-d/ Đánh giá kết quả mẫu trong phòng thí nghiệm: Vải mộc sau khi được xử lý hoàn tất mẫu nhỏ trong phòng thí nghiệm chúng tôi nhận thấy vải mềm, bề mặt vải ráp hơn vải cotton, màu sắc đạt như mong muốn. V/Sản xuất mẫu lớn 1/ Các thiết bị sử dụng chuẩn bị, dệt nhuộm và hoàn tất - Máy xe: Hàn Quốc Máy mắc: Máy Yung Hung 300 – Hàn Quốc : - Máy hồ: Kawasaki – Nhật - Máy dệt: Dệt kiếm Picanol Gamma (Bỉ) - Máy đốt lông: Brugman – Henri Paulas (Đức) - Nấu tẩy: Brugman – Henri Paulas (Đức) - Máy nhuộm: Monfort (Pakistan) - Hồ mềm Monfort (Pakistan) - Máy phòng co: Sperotto – Rimar (Ý) - Máy cán bóng: Hàn Quốc 2/ Các thông số trong từng công đoạn: 2-1. Chuẩn bị và dệt: 2-1a/ Công đoạn mắc hồ: Công đoạn mắc rất quan trọng, chất lượng mắc là một trong những yếu tố quyết định năng suất dệt và chất lượng vải Yêu cầu của công đoạn mắc: - Đảm bảo sự đồng đều về sức căng giữa các sợi. Đối với các mặt hàng thiết kế dùng sợi dọc là sợi đơn, chúng tôi đã thực hiện hồ sợi 50 dọc. Bảng 25: Thông số công đoạn mắc Thông số Chỉ tiêu Đơn vị Mặt hàng HV1 và HV2 Mặt hàng HV1 Tổng số sợi mắc Sợi 4830 3840 Số ống trên giàn mắc Ống 610 640 Số trục mắc Trục 8 6 Khổ rộng mắc Cm 160 160 Sức căng của sợi G 12-17 25-27 Tốc độ mắc M/phút 40 70 Bảng 26: Các thông số của công đoạn hồ vải gai dầu pha visco Thông số Đơn vị Sợi dọc 48 Nm Đơn hồ Bột khoai mì:: 1.5 % prosize: 3.5% BMW : 3.5% Nhiệt độ 0C 90-95 Tốc độ m/ph 45 Lực ép Kgf/cm2 450 51 Thông số sợi dọc Nm 48/1 (Chi số thực tế Nm = 47.7) trước và sau khi hồ: Chỉ tiêu Phương pháp thử Trước khi hồ Sau khi hồ Độ bền trung bình (cN) 322.9 354 Cv độ bền (%) 9.8 9.2 Độ bền t. đối (cN/tex) 15.5 17 Độ bền kéo đứt Độ dãn đứt (%) ISO 2062-95 4.8 3.5 => Sau khi hồ, độ bền đứt tăng lên , độ giãn đứt giảm. Tuy nhiên, mức độ giảm của độ giãn đứt không nhiều. Hiệu quả hồ như vậy là đạt. Sợi sau hồ vẫn mềm mại, giữ ẩm tốt, không bị dính vào nhau, các đầu xơ được bao dính vào sợi, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dệt. 2-1b/ Công đoạn dệt: Sợi gai dầu pha visco có độ dãn thấp, sợi cứng. Để thuận lợi cho quá trình dệt ta chọn dệt trên máy kiếm. Do máy dệt kiếm có độ mở miệng vải nhỏ thích hợp với các loại sợi có độ đàn hồi thấp. Đồng thời có thể linh hoạt điều chỉnh tốc độ máy cho phù hợp từng loại sợi và mật độ vải. Sợi gai dầu pha visco sẽ gây ra bụi, gồm có những mẫu xơ rất ngắn bị gãy,. Chúng gây nên ma sát sợi trong suốt quá trình dệt. Đây chính là nguyên nhân gây đứt sợi dọc, làm giảm năng xuất, chất lượng vải. 52 Cần bố trí nhà xưởng tốt nhất để dệt vải từ sợi gai dầu pha visco là phải làm vệ sinh thường xuyên, lắp đặt hệ thống điều không và hút bụi hợp lí. Nhiệt độ phù hợp để dệt là 22 đến 250C, độ ẩm từ 75% đến 85%. Sau đây là các thông số trong công đoạn dệt: Bảng 27: Các thông số trong công đoạn dệt Thông số Đơn vị Máy dệt kiếm Tốc độ v/phút 400 Sức căng sợi dọc gf 2-4 Go bằng Độ 322 Góc mở miệng vải Độ 25 Đánh giá: - Tốc độ dệt đạt mức trung bình của máy kiếm 400 v/phút. - Năng suất trung bình 46 mét/ 1người/ 1ca (8h).(Hiệu xuất máy:60%) II-2. Công đoạn: Tiền xử lý – Nhuộm – Hoàn tất: + Công đoạn tiền xử lý: Mục tiêu của giai đoạn này là loại bỏ bụi bẩn, định hình vải, tẩy trắng và đảm bảo tối đa việc ổn định kích thước, hạn chế sự co rút. Vải gai dầu thường được sử dụng với màu sắc tự nhiên, tuy nhiên để đạt độ bóng cần thiết thì cũng cần qua quá trình tẩy nhẹ. Quá trình này sử dụng tương tự như đối với vải lanh. Giai đoạn đầu của hoàn thiện là tẩy, sử dụng chất kiềm nhẹ, loại bỏ bụi bẩn tự nhiên, sáp, protein, keo pectin còn lại trong sợi. Sau khi tẩy và làm trắng, vải được sấy khô, định hình. Bình thường độ co rút tối đa chấp nhận được là 2,5% đối với sợi 53 dọc và 1,5% đối với sợi ngang. Sấy vải gai dầu tương tự như sấy vải lanh. Công đoạn tiền xử lý vải gai dầu pha visco gồm các công đoạn đốt lông, rũ hồ, nấu, tẩy. 1. Đốt lông: Vì gai dầu pha visco là xơ ngắn nên cần phải đốt lông nhằm loại bỏ các đầu xơ trên mặt vải, đồng thời cũng để tăng tính thẩm mỹ, làm cho vải có cảm giác sờ tay mịn màng, mặt vải sáng và thuận lợi cho các quá trình gia công tiếp sau. Vải mộc sau khi kiểm tra: - Đưa vải qua trục sấy khô, độ ẩm trong vải sẽ đồng đều làm cho quá trình đốt lông đều hơn. - Đốt đầu xơ trên máy đốt khí (đốt cả hai mặt) Bảng 28 Mặt hàng Đơn vị Tốc độ đốt Mặt hàng mỏng HV1 m/phút 45 Mặt hàng vừa HV2 m/phút 40 Mặt hàng dày HV3 m/phút 36 - Sau khi đốt lông, ngâm vải vào nước ấm ( để dập tàn lửa ), giặt ép vải trong máng. 2. Rũ hồ, nấu, tẩy: Trong công nghệ dệt vải, hầu hết các sợi dọc đơn đều được hồ để tăng độ bền và 54 giảm độ xù lông, giảm hiện tượng tĩnh điện khi dệt cho sợi dọc. Trước khi tẩy trắng, nhuộm cần phải loại bỏ sạch hồ để vải mềm mại, có độ mao dẫn tốt, để tẩy trắng và nhuộm đều. Lượng hồ còn dư phải nhỏ hơn 0.1%. Sợi gai dầu pha visco ngoài thành phần chính là xenlulo còn chứa một lượng lớn các chất keo, sáp và các tạp chất khác. Việc loại bỏ các chất không phải xenlulo ra khỏi vải là khâu quan trọng nhất đối với quá trình xử lý vải từ xơ libe nói chung và xơ gai dầu nói riêng. Vì vậy, công đoạn nấu tẩy có tính chất quyết định đến chất lượng vải. Sau khi rũ hồ, trên vải vẫn còn lại các tạp chất thiên nhiên và một phần hồ chưa được rũ sạch. Quá trình nấu nhằm loại trừ phần hồ còn lại và đại bộ phận các tạp chất thiên nhiên. Nhờ vậy, sau khi nấu vải sẽ có độ mao dẫn và khả năng thấm ướt, khả năng hấp phụ thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm và đẹp hơn. Sau khi nấu, tuy đại bộ phận các tạp chất đã bị phá hủy nhưng vải còn vàng vì trên vải chứa các hợp chất màu tự nhiên. Để làm tăng độ trắng của vải người ta thường dùng đến quá trình tẩy. Tùy yêu cầu về mức độ trắng của vải mà dùng hàm lượng chất tẩy phù hợp. Thành phần không phải cellulose trong xơ gai dầu nhiều hơn trong xơ cotton vì vậy quá trình tẩy gai dầu cũng khó khăn hơn. Không giống cotton, gai dầu chứa một lượng lignin (thành phần hóa học của lignin thuộc về loại hợp chất thơm và có chứa nhóm hydroxyl, metoxyl và cả cacboxyl với cấu tạo mạch vòng phức tạp). Thành phần này có thể được tẩy bằng sodium chlorite hoặc hypochlorite, hydroperoxit. Đơn rũ hồ nấu, tẩy H2O2 (50%) :20.0 (g/l) NaOH (340Be) : 25.0 (g/l) Avcoblank Jet : 4.0 (g/l) 55 (Chất ngấm) Avco Stabilize HSF : 3.0 (g/l) (Chất ổn định) Vận tốc : 30 (m/phút) Mức ngấm ép : 80 (%) Nhiệt độ : 98 (0C) Vải sau khi rũ hồ, nấu, tẩy trắng phải được kiểm tra độ sạch hồ. Hóa chất dùng để kiểm tra là dung dịch chứa 3 g/l kali iodua (KI), 0.3g/l iot (I2). Nhỏ dung dịch này lên vải đã rũ hồ, màu của dung dịch thể hiện: - Màu vàng nâu: vải sạch hồ - Màu đỏ tím: còn chứa hồ, chưa phân hủy hết hoàn toàn, phải xử lý lại. - Màu xanh: còn chứa nhiều hồ, phải xử lý lại. Định hình sau khi đốt lông, rũ hồ: Vải sau khi tiền xử lý được đem đi định hình ở điều kiện - Nhiệt độ sấy : 1250C - Tốc độ : 45 m/phút - Mức ép : 60% Mục đích làm cho vải ổn định khổ và bề mặt phẳng trước khi nhuộm + Nhuộm: . Nhuộm vải gai dầu pha visco Phương pháp nhuộm: cuộn ủ lạnh (Cold pad batch): Vải gai dầu pha visco gồm hai thành phần đều có gốc xenlulo nên được nhuộm theo quy trình, công thức nhuộm tương tự như cotton. Chúng có thể được nhuộm 56 với nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau ( thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm hoạt tính). Ở đây, chúng tôi sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính. Thuốc nhuộm này cho màu rất tươi và có độ bền màu tốt. Sau khi cho vải ngấm ép qua dung dịch thuốc nhuộm thì được cuộn ngay vào trục, bên ngoài bọc kỹ bằng màng nhựa kín, quay chậm (10m/phút) và liên tục trong 12-24 giờ (tùy màu đậm hay nhạt), ở nhiệt độ phòng. Gai dầu pha visco hấp thu thuốc nhuộm rất nhanh nhưng không thấm sâu nên vải dễ đạt độ bền màu cao đối với những màu nhạt. Vải có thể được nhuộm với nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau ( thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm bazơ). Ở đây, chúng tôi sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính. Thuốc nhuộm này cho màu rất tươi và có độ bền màu cao. Đơn nhuộm Màu xanh đậm: Drimaren Yellow CL2R: 2.3 g/l Drimaren Navy CLR70%: 25.0 g/l Cibacron Black WNN: 28.0 g/l Sodium Silicate (480Be): 55.0 g/l NaOH(340Be): 15.0 g/l Leonin EH: 1.0 g/l (Chất ngấm và chống tạo bọt) Mức ngấm ép: 52% Cuộn ủ nhiệt độ phòng sau thời gian 20 giờ. Màu xanh nhạt : Drimaren Yellow CL2R: 0.02 g/l 57 Drimaren Navy CLR70%: 0.5 g/l Sodium Silicate (480Be): 55.0 g/l NaOH(340Be): 7.5 g/l Leonin EH: 1.0 g/l (Chất ngấm và chống tạo bọt) Mức ngấm ép: 52% Cuộn ủ nhiệt độ phòng sau thời gian 14 giờ. + Hoàn tất: 1. Làm mềm: Đơn hồ mềm: +Đối với vải may mặc: -Ultratex FMW (Micro silicone) – Ciba : 13 g/l -Avco Elastogum 78 (Macro silicone) – Avco : 13 g/l + Đối với vải trang trí nội thất: -Hồ mềm axit béo 20 g/l Chất làm mềm Micro silicone có tác dụng làm mềm bên trong lõi xơ, hồ Macro solicone có tác dụng làm mềm bề mặt vải. Hai chất làm mềm này có tác dụng làm cho vải mềm, mượt, có tính đàn hồi. Các hợp chất silicon có nhóm chức amin là nhóm chất làm mềm silicon cao phân tử mới nhất, không chỉ tạo độ mềm mại cho vải mà còn có tác dụng nâng cao góc hồi nhàu, tạo cảm giác sờ tay tốt hơn. 2. Định hình nhiệt: Vải sau khi cho qua dung dịch làm mềm thì được văng sấy, định hình: - Nhiệt độ : 1250C 58 - Tốc độ : 40 m/phút - Mức ép : 60% 3. Xử lý phòng co cơ học: Quá trình xử lý phòng co cơ học là một công đọan rất quan trọng để giảm độ co của vải, giữ cho kích thước và mật độ vải đạt độ ổn định cao, loại trừ các biến dạng do các quá trình trước tạo ra. Vải giữ được hình dạng cả sau khi nhiều lần sử dụng. Ở đây, chúng tôi sử dụng phương pháp phòng co cơ học trên máy Sanforizer - Sperotto – Rimar (Ý). - Nhiệt độ : 1250C - Tốc độ : 60 m/phút - Độ ép bành cao su : 8mm 4. Cán nóng Đây là công đoạn cuối cùng của quy trình nhằm làm tăng độ bóng, tăng giá trị thương phẩm cho các loại vải dệt từ sợi thiên nhiên, đặc biệt làm giảm đáng kể sự thô nhám của vải gai dầu. Ở đây chúng tôi cán nóng vải trên máy cán của Hàn Quốc 59 Kết quả thí nghiệm vải thành phẩm: Mặt hàng vải gai dầu pha visco HV 1: Bảng 29. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu chất lượng của vải gai dầu pha visco 1 TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị HV 3 Yêu cầu Kết luận Sự thay đổi kích thước sau giặt: (ISO 6330-00) + Dọc -2.4 4.0 Đạt 1 + Ngang % -2.8 4.0 Đạt Độ bền màu giặt (ISO 105 –C06 A1S-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 2 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi acid (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 3 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi kiềm (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 4 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu ma sát (ISO 105-X12-01) +Khô 4-5 4 Đạt 5 +Ướt Cấp 4-5 4 Đạt 6 Hàm lượng formaldehyde Không phát hiện (ISO 14184-1- 98) 60 Mặt hàng vải gai dầu pha visco HV 2: Bảng 30. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu chất lượng của vải gai dầu pha visco HV2 TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị HV 3 Yêu cầu Kết luận Sự thay đổi kích thước sau giặt: (ISO 6330-00) + Dọc -2.3 4.0 Đạt 1 + Ngang % -1.2 4.0 Đạt Độ bền màu giặt (ISO 105 –C06 A1S-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 2 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi acid (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 3 +Dây màu Cấp 4 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi kiềm (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4-5 4 Đạt 4 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu ma sát (ISO 105-X12-01) +Khô 4-5 4 Đạt 5 +Ướt Cấp 4-5 4 Đạt 6 Hàm lượng formaldehyde Không phát hiện (ISO 14184-1- 98) 61 Mặt hàng vải gai dầu pha visco HV 3: Bảng 31. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu chất lượng của vải gai dầu pha visco HV3 TT Chỉ tiêu chất lượng Đơn vị HV 3 Yêu cầu Kết luận Sự thay đổi kích thước sau giặt: (ISO 6330-00) + Dọc 1.3 4.0 Đạt 1 + Ngang % 2.5 4.0 Đạt Độ bền màu giặt (ISO 105 –C06 A1S-94) +Phai màu 4 4 Đạt 2 +Dây màu Cấp 4-5 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi acid (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4 4 Đạt 3 +Dây màu Cấp 4- 5 4 Đạt Độ bền màu mồ hôi kiềm (ISO 105 –E04-94) +Phai màu 4 4 Đạt 4 +Dây màu Cấp 4- 5 4 Đạt Độ bền màu ma sát (ISO 105-X12-01) +Khô 4-5 4 Đạt 5 +Ướt Cấp 4- 5 4 Đạt 6 Độ bền màu ánh sáng Cấp 4-5 4 Đạt 6 Hàm lượng formaldehyde Không phát hiện (ISO 14184-1- 98) 62 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ và BÌNH LUẬN - Đã thiết kế được quy trình công nghệ phù hợp để triển khai sản xuất mặt hàng vải gai dầu pha visco - Đã sản xuất 03 mặt hàng ( mỏng, trung bình, vải dày) dùng trong may mặc và trang trí nội thất đạt các chỉ tiêu chất lượng Đã tạo ra một mặt hàng mới cho thị trường may mặc nội địa. Giới thiệu thêm cho người tiêu dùng một loại vải thiên nhiên cao cấp, rất thân thiện với môi trường. Góp phần làm phong phú thêm cho chủng loại hàng may mặc từ sợi thiên nhiên .Việt Nam là nước nông nghiệp, có lực lượng lao động dồi dào, nguồn tài nguyên đất đai rộng và chưa được tận dụng hết. Chúng ta hoàn toàn có khả năng phát triển ngành trồng lanh và trồng cây gai dầu như một loại cây công nghiệp. Vừa để cung cấp nguồn nguyên liệu xơ, sợi cho ngành sợi dệt, giảm tình trạng nhập khẩu 100% xơ lanh, gai như hiện nay. Đồng thời cung cấp được nguyên liệu cho một loạt ngành liên quan như hạt cây để ép dầu, thân cây làm bột giấy, hoa và lá cây gai dầu dùng làm thuốc, mỹ phẩm KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ Đề tài đã hoàn thành đạt kế hoạch thời gian và đạt mục tiêu đề tài với quy trình công nghệ tương đối hoàn chỉnh cho việc triển khai sản xuất, vải đạt yêu cầu chất lượng, và có hiệu quả về mặt kinh tế tuy nhiên để triển khai sản xuất trên quy mô lớn, đáp ứng nhu cầu thị trường thì cần được tiếp tục nghiên cứu để mặt hàng được hoàn thiện tốt hơn, vải đạt được độ mềm mại quyến rũ và được người tiêu dùng đón nhận một cách rộng rãi. Ngày 10 tháng 12 năm 2010 Cơ Quan Chủ trì Đề tài Chủ nhiệm Đề tài Nguyễn Anh Kiệt Bùi Thị Chuyên 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ Thiết kế mặt hàng vải dệt thoi, tác giả - Nguyễn Công Toàn, NXB – ĐHQG Tp. HCM, 2002. 2/ Công nghệ hóa học sợi dệt, tác giả - TS. Cao Hữu Trượng, NXB – ĐH Bách Khoa Hà Nội 3/ Kỹ thuật nhuộm, in hoa và hoàn tất vật liệu dệt– nhiều tác giả, NXB – KH và KT Hà Nội 2004 4/ Textile Finishing, A complete Guide, Professor Pierre Viallier, Edition High Tex 5/ Website: www.unstats.un.org (Tra cứu kim ngạch xuất nhập khẩu cây gai dầu) 6/ Website www.fibtex.lodz.pl (Tra cứu về các tính chất sợi cây gai dầu) 8) Website: Tra cứu đặc tính của cây gai dầu 9) Website: Tìm hiểu các sản phẩm làm từ cây cây gai dầu. 10) Website: Tra cứu tính chất và sự khác biệt giữa cây cây gai dầu và cây cần sa. 11)Website .html: tra cứu tính chất pháp lý của cây hemp khi được trồng phổ biến. 12) Website: sản phẩm may mặc, ứng dụng từ cây cây gai dầu. 13) Website: overview/: khái quát chung về cây cây gai dầu .