LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình,
động viên và khích lệ của thầy giáo. TS. Phạm Đức Dương về chuyên môn cũng
như phương pháp nghiên cứu khoa học. Cho đến hôm nay, em đã hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Phạm Đức Dương, các thầy, cô
trong Bộ môn Vật liệu và Công nghệ Hóa dệt, Viện Dệt may Da giầy và Thời
trang, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp em thực hiện luận văn này.
Em luôn luôn cố gắng học hỏi, trau dồi kiến thức để thực hiện và hoàn thành
luận văn này. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và bản thân còn nhiều hạn chế trong
quá trình nghiên cứu, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô và bạn bè.

1


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan toàn bộ thí nghiệm được thực hiện tại các phòng thí nghiệm
vật liệu dệt, trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Toàn bộ nội dung và kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là do tác giả nghiên cứu và tự trình bày
dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Phạm Đức Dương, không sao chép của tài liệu
khác.
Tác giả xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về những nội dung, số liệu cũng như
các kết quả nghiên cứu trong luận văn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2015.
Người thực hiện

Nguyễn Hữu Uẩn

2


- Vải sử dụng trong nghiên cứu
- Hóa chất và chất trợ sử dụng trong nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.4. Nội dung nghiên cứu

3


2.4.1. Nghiên cứu xây dựng qui trình CN xử lý hoàn tất vải bông bằng chitosan ở
qui mô công nghiệp trên cơ sở áp dụng qui trình CN xử lý hoàn tất tại phòng thí
nghiệm
2.4.2. Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất cơ lý của vải sau xử lý hoàn tất
2.4.2.1 Độ bền đứt, độ giãn đứt
2.4.3. Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất tiện nghi của vải sau xử lý hoàn tất
2.4.3.1 Độ thoáng khí
2.4.3.2 Độ thông hơi
2.4.3.3 Độ mềm rủ
2.4.3.4 Độ nhàu
2.4.4 Nghiên cứu sự thay đổi đặc tính bề mặt, biến dạng nén của vải sau xử lý
hoàn tất
2.4.4. So sánh sự thay đổi một số tính chất của vải bông sau khi xử lý với chitosan
qui mô công nghiệp với vải bông xử lý với chitosan trong phòng thí nghiệm
Chương III. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
3.1 Qui trình CN xử lý hoàn tất vải bông bằng chitosan ở qui mô công nghiệp
3.2. Kết quả kiểm tra tính chất cơ lý của vải trước và sau xử lý hoàn tất
3.2. Kết quả kiểm tra tính tiện nghi của vải sau xử lý
3.2.1 Độ thoáng khí
3.2.2 Độ thông hơi
3.2.3 Độ mềm rủ
3.2.4 Độ nhàu

BS

Tiêu chuẩn Anh

BTCA butanetetracarboxylic acid
CA

Axit citric

CNC

cyanuric chloride

COS

chito – oligosaccharide

ĐC

Mẫu đối chứng (Không xử lý kháng khuẩn)

DD

Mức độ deaxetylate

DMDHEU 1,3-dimethylol-4,5-dihydroxyethylene urea
DNA

deoxyribonucleic acid


MMD

Giá trị độ lệch trung bình của hệ số ma sát

MW

Khối lượng phân tử

NF

Tiêu chuẩn pháp
5


NMA

N-methylolacrylamide

OD

Mật độ quang học

OWB

On weight of bath

OWF

On weigh of fabric


Natri hypophótphite

SMD

Gía trị độ lệch trung bình của độ nhám bề mặt vải

To

Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 0.5cN/cm2

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
Tm

Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 50cN/cm2

UV

Ultra violet

UV-VIS Ultra violet- visible
WC

Năng lượng nén trên một đơn vị diện tích

WPU

Wet pick-up

WT


Hình 2.6: Hệ thống thiết bị Kawabata
Hình 3.1: Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất gắn chitosan lên vải bông giai đoạn 1
Hình 3.2: Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất gắn chitosan lên vải bông lần 2
7


DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong xơ bông
Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của vải bông
Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải trước và sau
khi xử lý với chitosan theo hướng sợi dọc. ( Phụ lục 1)
Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải trước và sau
khi xử lý với chitosan theo hướng sợi ngang. (Phụ lục 2)
Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu độ thoáng khí của vải trước và vải sau khi xử lý hoàn
tất với chitosan (Phụ lục 2).
Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu độ thông hơi của vải trước khi xử lý hoàn tất với
chitosan.
Bảng 3.5: Kết quả nghiên cứu độ thông hơi của vải sau khi xử lý hoàn tất với
chitosan.
Bảng 3.6: Kết quả nghiên cứu góc hồi nhầu của vải trước khi xử lý và vải sau khi
xử lý hoàn tất với chitosan
Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu độ rủ của vải trước và sau khi xử lý hoàn tất với
chitosan.
Bảng 3.8: Kết quả nghiên cứu biến dạng nén của vải trước và sau khi xử lý hoàn
tất với chitosan (Phụ lục 3)
Bảng 3.9: Kết quả nghiên cứu đặc tính bề mặt của vải trước và sau khi xử lý hoàn
tất với chitosan (phụ lục 3).

8


chủ, phát triển dòng sản phẩm này. Đây chính là lý do để thực hiện đề tài :
“ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ HOÀN TẤT CHO
VẢI BÔNG BẰNG CHITOSAN Ở QUY MÔ CÔNG NGHIỆP”

9


Chương I: Tổng quan về nguyên liệu, hóa chất và một số dây chuyền
xử lý hoàn tất vải ở qui mô công nghiệp
1.5.

Tổng quan về chitosan
Chitosan là sản phẩm của quá trình deacetyl hoá chitin, khi chitin được

deacetyl hoá trên 60% thì nó có thể hoà tan trong dung dịch axit loãng và gọi là
chitosan.
H

OH

Deaxetyl hóa

O
HO

H

NHAc

O n

nhiều đặc trưng về hoá học trong đó có khả năng chuyển thành cation tự nhiên của
nó.

10


Hình 1.1: Vai trò kháng khuẩn của N+

Trong công thức của chitosan có nhóm NH2 do đó khi đưa chitosan lên vải sẽ
tạo ra N+, khi vải tiếp xúc với vi khuẩn các ion N+ sẽ phát huy tính kháng khuẩn của
nó (hình 1.1).
Các sản phẩm dệt, đặc biệt là những sản phẩm được làm từ xơ sợi thiên nhiên
là môi trường rất thuận lợi cho vi khuẩn phát triển bởi diện tích bề mặt của vải dệt
lớn và có khả năng lưu giữ độ ẩm. Những năm gần đây, nhu cầu của người tiêu
dùng về sản phẩm dệt kháng khuẩn ngày càng tăng bởi khi đời sống được nâng lên
thì nhu cầu cần được bảo vệ của con người càng được quan tâm. Các nghiên cứu xử
lý hoàn tất cho vải bằng chitosan ngày càng nhiều bởi nhiều ưu điểm của loại sản
phẩm này.
1.1.1 Cấu trúc lý hóa của chitosan
Chitosan là polymer sinh học có khối lượng phân tử lớn và rất giống xenlulo.

11


Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của
1. Chitin 2. Chitosan 3. Cellulose
Như hình 1.2 thì sự khác biệt duy nhất giữa chitosan và cellulose là nhóm
amin (-NH2) ở vị trí C-2 của Chitosan thay thế nhóm hydroxyl (-OH) ở cellulose.
Chitosan tích điện dương do đó nó có khả năng liên kết hóa học với những chất tích
điện âm như chất béo, lipid, cholesterol, protein và các đại phân tử. Chitin và

do đó cách xây dựng đường chuẩn có thể ảnh hưởng đến kết quả. Ngoài ra, khi
chuẩn bị mẫu, dụng cụ sử dụng và các điều kiện có thể ảnh hưởng đến việc phân
tích mẫu. Khi ở mức độ acetyl hóa thấp, chitosan có khả năng hút ẩm lớn hơn khi
mức độ này cao do đó trước khi phân tích chitosan cần phải sấy.
Khối lượng Mol phân tử (MW)
MW là thông số rất quan trọng cho các polymers tự nhiên và tổng hợp cho
những ứng dụng của chúng. MW của Chitin và Chitosan phụ thuộc vào nguồn ban
đầu và điều kiện deacetyl hóa tưng ứng (thời gian, nồng độ NaOH, nhiệt độ).
Chitosan thu được từ deacetyl hóa của Chitin có thể có MW lớn hơn 100.000. Vì
vậy cần thiết phải giảm MW bằng các phương pháp hóa học nhằm có thể dễ dàng
ứng dụng cho dệt hoàn tất. Dưới đây là ảng so sánh sự thay đổi khối lượng phân tử
và mức độ decaetyl hóa khi thay đổi thứ tự sản xuất chitosan:
MW của Chitosan được xác định bằng một số phương pháp như quang phổ
kế tán xạ ánh sáng, định màu ngấm gel và đo độ nhớt. Mặc dù đo độ nhớt không
hoàn toàn là một phương pháp để xác định MW của Chitosan nhưng nó là phương
13


pháp nhanh và đơn giản nhất. Độ nhớt là một nhân tố quan trọng để xác định khối
lượng phân tử của chitosan. Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch
có độ nhớt có độ nhớt cao. Một số nhân tố trong quá trình sản xuất như mức độ
deacetyl hóa, khối lượng nguyên tử, nồng độ dung dịch, độ mạnh của lực ion, pH
và nhiệt độ ảnh hưởng đến sản xuất Chitosan và tính chất của nó. Ví dụ, độ nhớt
của Chitosan tăng khi thời gian khử khoáng tăng. Độ nhớt của chitosan trong dung
dịch acid acetic tăng khi pH của dung dịch này giảm, tuy nhiên nó lại giảm khi pH
của dung dịch HCl giảm, việc tăng này đưa đến định nghĩa về độ nhớt bên trong
của chitosan, đây là một hàm phụ thuộc vào mức độ ion hóa cũng như lực ion. Quá
trình loại protein trong dung dịch NaOH 3% và sự khử trong quá trình khử khoáng
làm giảm độ nhớt của dung dịch Chitosan thành phẩm. Tương tự như vậy, độ nhớt
của Chitosan bị ảnh hưởng đáng kể bởi các biện pháp xử lý vật lý (nghiền, gia

nhỏ (Hình 1.4).

a
b
c
d

Hình 1.4: Hình thái cấu trúc của xơ bông

Về hình thái, xơ bông rất mảnh, nhẵn, mịn và rất mềm mại. Xơ bông có khả
năng hút ẩm tốt (khoảng 8%). Xơ mảnh nhưng có độ bền cơ học khá cao (2538cN/tex), độ giãn khoảng 8%. Với các đặc tính quí báu này giúp cho xơ bông là
loại xơ được sử dụng làm vải may mặc nhiều nhất hiện nay.
Theo những số liệu nghiên cứu [3,4] đã được công bố thì thành phần chủ yếu
của xơ bông là α-xenlulô chiếm từ 93 ÷ 95% khối lượng xơ (tính theo lượng khô
tuyệt đối) (bảng 2.1), còn nếu tính theo xơ có chứa ẩm thì hàm lượng xenlulô chỉ
khoảng 85 – 88%, phần còn lại là tạp chất thiên nhiên của xơ. Tuỳ thuộc vào giống
bông, điều kiện trồng trọt và thời gian thu hoạch mà thành phần xơ bông có thể
thay đổi.
15


Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong xơ bông
Thành phần hoá

Tính chung cho cả xơ

học
α xenlulô
Sáp, mỡ
Protein

ứng tích cực trong các môi trường axit và kiềm. Với tính chất này của xenlulo thì
vải từ xơ sợi bông sử dụng trong may mặc có nhiều tính chất ưu việt như: mềm
mại, thoáng khí, thấm hút mồ hôi, đảm bảo tính tiện nghi và đặc biệt không gây dị
ứng cho người mặc. Bên cạnh những ưu điểm của vải bông khi sử dụng làm vải
may mặc, vải bông cũng có những nhược điểm như dễ bị vi khuẩn tấn công, dễ
nhàu, bị lão hóa khi xử lý ở nhiệt độ cao. Khả năng giữ ẩm cao của xơ bông, kết
hợp với các thành phần như prôtêin, mỡ, khoáng (bảng 2.1) có trong xơ là môi
trường khá lý tưởng để vi khuẩn xâm nhập, trú ngụ và phát triển trên vải [5].
16


1.7.

Một số phương pháp hoàn tất đưa chitosan lên vải bông

Để đưa hóa chất hoàn tất lên vải dệt đảm bảo các yêu cầu chất lượng kể trên hiện
nay người ta thường sử dụng hai phương pháp đó là phương pháp ngấm ép và
phương pháp tận trích.
Các phương pháp này cũng gần giống như quá trình nhuộm để gắn thuốc nhuộm
lên vải dệt. Tùy vào điều kiện thiết bị và công nghệ cụ thể để có thể chọn phương
pháp nào cho phù hợp và có hiệu quả nhất.
1.3.3 Phương pháp tận trích
Với phương pháp này cũng cần chuẩn bị một bể chứa dung dịch chất kháng
khuẩn và các chất trợ khác. Việc kiểm soát các thông số như dung tỷ (lượng dung
dịch so với vải, nồng độ chất kháng khuẩn, chất trợ, pH, thời gian, nhiệt độ…sẽ
đảm bảo khả năng hấp phụ chất hoàn tất lên vật liệu dệt cũng như khuếch tán sâu
vào bên trong cấu trúc của chúng giúp quá trình xử lý hoàn tất đạt hiệu quả cao
hơn. Sau đó vải được đem đi giặt và sấy khô.
Phương pháp này hoàn toàn có thể sử dụng các thiết bị nhuộm tận trích để
gắn hóa chất hoàn tất lên vải.

Khảo sát một số dây chuyền thiết bị có thể sử dụng để xử lý hoàn tất cho vải

Để có thể xây dựng được qui trình công nghệ xử lý hoàn tất vải bông bằng chitosan
ở qui mô công nghiệp, đề tài đã tiến hành khảo sát bốn dây chuyền thiết bị xử lý
hoàn tất vải tại một số doanh nghiệp Dệt may khu vực phía Bắc. Trên cơ sở đó sẽ
quyết định lựa chọn một doanh nghiệp để tiến hành xử lý hoàn tất cho vải. Sau khi
18


khảo sát tại các doanh nghiệp cho thấy hầu hết các doanh nghiệp đều tiến hành xử
lý hoàn tất cho các loại vải trên hệ thống thiết bị liên tục ngấm ép-văng sấy-định
hình (thiết bị văng sấy). Mỗi doanh nghiệp lại sử dụng thiết bị xuất sứ khác nhau
như Brucner (Đức), Cheng Fu (Đài loan), Dong Young (Hàn Quốc), Santalucia (Ý)
hay thiết bị trong nước chế tạo. Tuy nhiên đặc điểm chung của các hệ thống thiết bị
này đều có các bộ phận sau:
+ Bộ phận vào vải (Hình 1.7):
Gồm các hệ thống trục dẫn vải mục đích vuốt mép để vải căng dọc, phẳng
ngang trước khi vào bộ phận ngấm ép.

Hình 1.7: Bộ phận vào vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải
+ Bộ phận ngấm ép (Hình 1.8):
Dùng để ngấm các loại dung dịch hồ hoàn tất lên vải hoặc để giặt lạnh chảy
tràn trong trường hợp thay đổi công năng của chúng. Bộ phận này gồm các máng
chứa dung dịch hoàn tất và các cặp trục ép. Máng ngấm ép thường được làm bằng
thép không gỉ, có khả năng chịu hóa chất. Trong trường thiết bị có nhiều máng
ngấm ép sẽ có thêm hệ thống bơm tuần hoàn để làm đều dung dịch ngấm ép. Đáy
các máng ngấm ép đều có van xả đáy. Trục ép cũng được làm bằng lõi thép bề mặt
19



Hình 1.10: Trục ren giãn biên của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Đây là các cặp hệ thống trục làm nhiệm vụ vuốt phẳng mép vải, chuẩn bị cho bộ
phận kiểm tra biên ở phía sau làm việc được chính xác, bao gồm hai trục ren trái
21


chiều nhau, các trục được mô tơ truyền động và quay ngược chiều. Các trục ren ma
sát với phần biên của vải và kéo biên vải phẳng, tránh vải bị gấp mép, quăn mép.
* Trục lông đè vải (Hình 1.11):
Là một trục bằng kim loại, bên ngoài phủ chổi lông được truyền chuyển động nhờ
mô tơ, tốc độ dài của chổi lông được đo bằng tốc độ chuyển động của xích văng.
Khi vải chuyển động đến đường văng, trục lông sẽ đè xuống mép vải, làm cho mép
vải được ghim vào bàn kim trên xích văng. Tốc độ của môtơ chổi lông có thể thay
đổi được để điều chỉnh độ căng chùng của dây vải.

Hình 1.11: Trục lông đề vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải
+ Bộ phận sấy - gia nhiệt (Hình 1.12):
Bao gồm các buồng có dạng hình hộp chữ nhật, có hai lớp vỏ, giữa hai lớp
vỏ là vật liệu cách nhiệt. Giữa các buồng sấy có hai đường văng là các quạt tuần
hoàn. Trên và dưới đường văng là các miệng phân phối gió nóng để sấy và gia
nhiệt cho vải. Có thể cài đặt nhiệt độ cho từng buồng. Trên mỗi nóc buồng có hai
cửa thoát hơi ẩm cho vải sau khi sấy khô và gia nhiệt.

22


Hình 1.12: Bộ phận buống sấy-gia nhiệt của hệ thống xử lý hoàn tất vải
+ Bộ phận ra vải (Hình 1.13):

Hình 1.13: Bộ phận ra vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải

- Hệ thống tự động cao, chất lượng sản phẩm gia công đảm bảo yêu cầu
- Có bảy buồng sấy do đó đáp ứng khá tốt khả năng công nghệ
- Hệ thống trục ép còn khá tốt chất lượng gia công khá ổn định

24


- Hiện tại công ty ít đơn hàng sản xuất nên việc thực hiện gia công tại đây gặp khó
khăn.
1.4.4 Đặc điểm hệ thống thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt lụa Nam Định
- Thiết bị Santalucia do Ý sản xuất
- Thiết bị có khả năng tự động hóa cao, chất lượng sản phẩm gia công đảm bảo yêu
cầu
- Có 4 buồng sấy tốc độ máy từ 6 m/p đến 30 m/p, đáp ứng được thời gian gia nhiệt
và sấy cho yêu cầu của đơn hàng đặt ra.
- Các buồng sấy được gia nhiệt độc lập theo yêu cầu công nghệ và được kiểm soát
qua màn hình hiển thị.
- Có hai cặp trục ép, gồm ba trục cho phép có thể ngấm ép hai lần, khả năng ngấm
ép tốt, có thể điều chỉnh lực ép từ 0 đến 10 bar nên đáp ứng khá tốt yêu cầu công
nghệ.
- Hiện tại công ty đang sản xuất liên tục ba ca với nhiều đơn hàng nên việc thực
hiện gia công tại đây thuận lợi.
- Vấn đề về khoảng cách có thể khắc phục được
Sau khi xem xét, phân tích ưu nhược điểm cũng như tính khả thi của từng hệ thống
thiết bị và các doanh nghiệp đề tài đã quyết định triển khai thực hiện tại công ty cổ
phần Dệt lụa Nam Định.
1.5

Kết luận