Bài tiểu luận môn quá trình hoàn tất vải (16)

Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NGÀNH CÔNG NGHỆ MAY

------

TIỂU LUẬN

Q TRÌNH HỒN TẤT VẢI – CƠNG NGHỆ
XỬ LÍ CHỐNG TIA TỬ NGOẠI UV
RESISTANCE

Giáo viên hướng dẫn:T.S. Nguyễn Tuấn Anh
Mã môn học:FTE325551
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Thanh Hằng - 20109091
Đoàn Thị Quỳnh Nhi - 20109099
Phan Trương Thị Hằng - 20109090

- TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 06 năm 2022 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

0


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

STT

HỌ VÀ TÊN

MSSV

TỶ LỆ % HOÀN

NHIỆM VỤ

THÀNH

- Phần mở đầu
1

Trần Thị Thanh Hằng

20109091

100%

- Các phương pháp xử lí
- Sản phẩm dệt may chống tia UV
- Bản chất
- Trình bày

2

Đồn Thị Quỳnh Nhi

20109099

100%

- Khái niệm
- Phân loại
- Tầm quan trọng
- Nội dung nghiên cứu

3

Phan Trương Thị Hằng

20109090

100%

- Đối tượng nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu
- Kết luận

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

1


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Nhận xét của giảng viên
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Tp.HCM, ngày tháng năm 2022
Giảng viên hướng dẫn

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

2


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Mục lục
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 4
2. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................4
3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................5
4. Thực trạng .......................................................................................................5
II.PHẦN NỘI DUNG ...........................................................................................................6
Chương I: TỔNG QUAN ........................................................................................... 6
5. Lý thuyết tác động của tia UV đối với con người ....................................... 6
5.1 Khái niệm ...............................................................................................6

5.2 Phân loại tia UV .................................................................................... 6
5.3 Tầm quan trọng ......................................................................................7
6. Các phương pháp xử lý chống tia UV cho vật liệu dệt .............................. 7
6.1 Phương pháp tận trích ...........................................................................8
6.2 Phương pháp ngấm ép .......................................................................... 9
6.3 Phương pháp ngấm ép cuộn ủ ..............................................................9
6.4 Phương pháp ngấm ép gia nhiệt khô ..................................................10
6.5 Phương pháp ngấm ép chưng hấp ......................................................11
6.6 Phương pháp tráng phủ sol-gel .......................................................... 12
6.7 Phương pháp lắng hơi plasma ............................................................13
7. SẢN PHẨM DỆT MAY CHỐNG TIA UV ................................................14
8. BẢN CHẤT NGĂN NGỪA TIA UV CỦA HÓA CHẤT SỬ DỤNG .....17
8.1 Phân loại hóa chất sử dụng chống tia UV cho vật liệu dệt ...............17
8.2 Yêu cầu đối với các hóa chất chống tia UV cho vật liệu dệt .............18
4.2.1 Đối với chất hữu cơ hấp thụ UV: ..........................................18
4.2.2 Đối với chất có khả năng che chắn: ...................................... 18
4.2.3 Các yêu cầu chung cho cả hai loại chất chống UV: ............. 18
8.3 Đặc điểm hóa chất chống tia UV cho vật liệu dệt ............................. 19
4.4.Bản chất ngăn ngừa tia UV của hóa chất ........................................... 21
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 23
1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................23
1.1 Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 23
1.2 Đối tượng nghiên cứu ..........................................................................23
2. 2.2.Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 24
2.1 Thiết bị .................................................................................................24
2.2 Lựa chọn vải bông sử dụng ................................................................. 24
2.3.Phương pháp thực nghiệm xác định khả năng chống tia UV của vải 25
2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ......................................26
2.4 Hiệu quả xử lý ..................................................................................... 27
3. Tính ứng dụng .............................................................................................. 28

3.1 Khẩu trang ........................................................................................... 28
3.2Áo khốc Airsm có sử dụng cơng nghệ chống tia UV ......................... 28
3.3Các sản phẩm may mặc khác có ứng dụng công nghệ chống UV .......29
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

3


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

4.Kết luận .......................................................................................................... 29

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, mọi thứ đều phát triển theo xu hướng đi lên,
tiếp cận với xu hướng toàn cầu hóa, các loại cơng nghệ ưu việt. Khi xưa người ta chỉ cần
ăn no mặc ấm, nhưng đối với thời đại cơng nghiệp hóa, những nhu cầu về ăn mặc được
nâng tầm thành ăn ngon mặc đẹp. Không chỉ dừng lại ở đó, trong bối cảnh hiện nay nhờ có
nhiều cách tiếp cận với thông tin khoa học nên họ địi hỏi cao hơn đối với trang phục
khơng chỉ là mặc đẹp mà cịn phải có chức năng bảo vệ tốt khỏi các tác nhân gây hư tổn.
Cụ thể là đối với mùa hè nắng nóng, cường độ học tập và làm việc có thể tiếp xúc nhiều
với nắng có chứa các tia UV gây lão hóa da, phát sinh mụ ngứa, làm cấu trúc ADN tổn
thương gây ung thư da. Đặc biệt vào mùa hè, áo chống nắng là trang phục không thể thiếu
của mỗi người khi ra đường để bảo vệ làn da khỏi tác động của các tia tử ngoại. Hiện nay
nhu cầu về trang phục có tính chống nắng ngày càng phổ biến và được sử dụng rộng rãi,
công nghệ này được các thương hiệu nổi tiếng ứng dụng vào các sản phẩm của họ càng
nhiều để hướng tới tính ứng dụng cao cho sinh hoạt thường ngày-lifewear.

2. Đối tượng nghiên cứu
Trong đó sản phẩm dệt chống tia UV là phương pháp bảo vệ rất hữu hiệu và tiện lợi có

thể ứng dụng thành cơng ngay với các thị trường và có thể giảm được tỉ lệ mắc bệnh ung
thư trên diện rộng là vì:
1- sản phẩm dệt hay quần áo chính là sản phẩm mang tính văn hóa xã hội và phổ biến.
2- phương pháp sản xuất không phức tạp và hiệu quả cao với tỉ lệ che chắn tia UV cao.
Hiểu được những nhu cầu đó cơng nghệ xử lí hồn tất vải chống tia UV ra đời nhằm bảo vệ
sức khỏe của làn da khỏi tia tử ngoại. Và với những nghiên cứu chuyên sâu về vật liệu
dệt, người ta đã phát triển được những sản phẩm vải có chức năng đặc biệt như chống
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

4


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

phóng xạ, chống tia cực tím, chống ngấm dầu và nước, chăm sóc sức khoẻ tuần hoàn
máu và tự chữa lành vết thương, nâng cao nhiệt độ và giữ thân nhiệt ổn định… cũng
như việc tổ hợp nhiều tính chất đặc biệt lên sản phẩm may.

3. Phạm vi nghiên cứu
Tiểu luận này được thực hiện tại Khoa Công nghệ M a y và Thời trang của Trường Đại
học Sư phạm - Kĩ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Trải qua q trình sưu tầm tài liệu qua
Internet, sưu tầm giáo trình, kết hợp với kĩ năng làm việc nhóm, tổng hợp, phân tích, để
đưa ra kết luận trong tiểu luận này.

4. Thực trạng
Các nhà khoa học và nhà thống kê toàn cầu cho biết; tỉ lệ ung thư da và tử vong bởi
bệnh này đang gia tăng nhanh chóng trên tồn thế giới với 80 - 90% trường hợp bị ung
thư da là do tia UV gây ra. Tại Mỹ, mỗi giờ lại có 1 người chết và 1/5 dân số Mỹ tiềm
ẩn căn bệnh nguy hiểm này. Tại Anh, mỗi năm có hơn 40.000 người được chẩn đoán là
bị ung thư da. Khoảng 2.000 trong số này tử vong. Ở Chilê, quốc gia được cho là có

cường độ bức xạ UV nhiều nhất từ mặt trời, tỷ lệ ung thư da tại nước này đã tăng 105%
trong vòng 5 năm qua. Ở nước ta, ung thư da đứng hàng thứ 8/10 loại ung thư thường
gặp nhất với tỷ lệ trung bình 2,9-4,5 ca/100.000 dân. Với con số thống kê trên rất nhiều
các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều biện pháp để ngăn ngừa sự tác động của tia UV
lên da người, ví dụ các sản phẩm mỹ phẩm, hóa chất chống tia UV có chỉ số SPF >15,
các loại kính đeo thời trang, kính lắp cho xe hơi, các cơng trình xây dựng và các sản
phẩm dệt chống UV
X in chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Tuấn Anh. Xin chân thành cảm ơn các anh chị và
các bạn bè đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để luận văn được hoàn thành
đúng tiến độ.
Tp.HCM, ngày 05 tháng 05 năm 2022
Nhóm tác giả
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

5


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

II.PHẦN NỘI DUNG
Chương I: TỔNG QUAN

5. Lý thuyết tác động của tia UV đối với con người
5.1 Khái niệm
Tia UV (bức xạ tia cực tím) là một dạng bức xạ điện từ đến từ mặt trời hay các nguồn nhân
tạo khác như giường tắm nắng, mỏ hàn,… Cụm từ cực tím trong tia cực tím có nghĩa
là bên trên của màu tím. Sắc tím là màu sắc có bước sóng ngắn nhất mà mắt thường của
chúng ta có thể nhìn thấy. Do vượt ngồi bước sóng của màu tím, nên tia UV là loại tia vơ
hình với mắt người.
Tia UV là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nhưng

dài hơn bước sóng của tia X. Quang phổ (dải tất cả các tần số có thể có của bức xạ điện từ)
của tia cực tím có thể chia ra thành 2 vùng tia: vùng tử ngoại gần (có bước sóng từ 380 200 nm) và vùng tử ngoại xạ hay cịn gọi là vùng tử ngoại chân khơng (có bước sóng từ
200 - 10 nm).

5.2 Phân loại tia UV
Tùy vào mức năng lượng mà tia tử ngoại cũng sẽ được phân chia thành từng loại với mỗi
đặc điểm và mức độ ảnh hưởng khác nhau. Theo đó, tia UV được chia thành 3 loại:
+ Tia UVA: đây là bước sóng dài từ 320 đến 400nm. Với bước sóng này, UVA có khả
năng xun qua mây mù, khơng bị lớp ozon hấp thụ và sẽ gây lão hoá da nếu tiếp xúc trực
tiếp với làn da.
+ Tia UVB: có bước sóng từ 290 đến 320nm. Loại sóng này chỉ có thể xun một phần
qua ozon và phần cịn lại sẽ bị lớp ozon hấp thụ. Khi tiếp xúc với con người thì sẽ gây ra
hiện tượng say nắng, tổn thương da và làm đen da.
+ Tia UVC: đây là loại tia có bước sóng ngắn hơn 290nm và có năng lượng cao nhất nên
có thể gây ung thư da nếu tiếp xúc trực tiếp với làn da của con người. Tuy nhiên tia UVS
đã bị lớp ozon, khí quyển chặn lại hoàn toàn.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

6


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Hình 1. Phân loại tia UV

5.3 Tầm quan trọng
- Công nghệ chống tia tử ngoại UV ngăn ngừa tối đa các tia UVB và tia UVA, bảo vệ giác
mạc, võng mạc.
- Chống lão hoá mắt, lão hóa da khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời
- Hạn chế ung thư mí mắt: Mí mắt là khu vực nhạy cảm, nếu tiếp xúc với ánh nắng và bụi

quá lâu, lại không được vệ sinh kỹ lưỡng sẽ rất dễ gây viêm nhiễm, lâu dài dẫn đến ung thư
mí mắt.
- Hạn chế gây ra cháy nắng và ung thư da
- Ngăn cản bức xạ ánh sáng mặt trời
- Công nghệ chống tia tử ngoại UV ngăn mất nước khiến da không bị xuống cấp.
- Tia UV gây nguy hại đến cấp độ tế bào dẫn đến việc suy giảm sức khỏe. Tế bào trẻ hóa
chậm, lão hóa nhanh khiến các bệnh lý của con người cũng trầm trọng hơn. Chỉ có ánh
nắng buổi sáng trước 8h mới tốt cho sức khỏe.
6. Các phương pháp xử lý chống tia UV cho vật liệu dệt

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

7


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Những xơ sợi được sản xuất theo quy trình tổng hợp như xơ hóa học và các loại xơ
nhân tạo tái sinh có thể đưa các chất chống UV vào xơ ngay trong quá trình ép đùn
sợi để tạo sợi và dệt vải chống tia UV sau này. Bên cạnh đó các phương pháp xử lý
hoàn tất chống UV ngày càng phát triển và áp dụng rộng rãi trong cơng nghiệp Dệt.
Phương pháp hồn tất được sử dụng để nâng cao khả năng bảo vệ cho vải nhằm đạt
được yêu cầu chống UV (chỉ số SPF) đặt ra đối với từng loại sản phẩm. Nhiều sản
phẩm thương mại và quy trình áp dụng đã được triển khai để sản xuất các mặt hàng
vải có độ chống UV cao bằng các phương pháp khác nhau cho cả xơ thiên nhiên và
xơ tổng hợp. Hầu hết các sản phẩm thương mại đều tương thích với thuốc nhuộm và
những chất hồn tất khác, những chất này có thể áp dụng bằng phương pháp xử lý tận
trích hay ngấm ép (ngấm ép cuộn ủ, tecmofix, và ngấm ép-chưng hấp). Tuy nhiên việc
sử dụng chất hấp thụ UV ngay trong quy trình nhuộm làm giảm phần nào hiệu suất
lên màu do vậy được khuyến cáo xử lý trước nhuộm.

6.1 Phương pháp tận trích
Các sản phẩm hóa chất được đưa lên vải theo phương pháp tận trích với quy trình
giống như với thuốc nhuộm hoạt tính (cho PA và sơ sợi thiên nhiên) và thuốc nhuộm
phân tán (cho xơ sợi tổng hợp). Trong đó các điều kiện pH, hóa chất (kiềm hay axit)
và nhiệt độ cũng có sự chênh lệch ít giữa các sản phẩm hóa chất hồn tất khác nhau
của một hãng hay giữa các hãng sản xuất. Các thiết bị áp dụng cho phương pháp tận
trích cũng là những máy nhuộm tận trích như máy nhuộm guồng, máy jet, zigger.

Hình 1.16: Sơ đồ minh họa q trình tận trích chống tia UV trên vải bông và Nylon
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

8


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Quy trình tận trích chung cho vải bông và PA gồm 3 công đoạn:
1. Hút, tận trích hóa chất hồn tất từ dung dịch có muối trong mơi trường trung tính.
2. Cho kiềm vào để tạo phản ứng liên kết chất chống UV đã hấp thụ vào xơ sợi
3. Giặt để loại bỏ chất điện ly, kiềm và hóa chất khơng tạo liên kết.Trong quy trình tận
trích có thể áp dụng quy trình đẳng nhiệt hay nâng nhiệt (xem hình 1.16). Nhiệt độ tạo
phản ứng khi cấp kiềm có thể từ 40oC - 80oC, đặc biệt đối với vật liệu PA nhiệt độ cao
hơn từ 70oC - 98oC tùy từng loại sản phẩm hóa chất hấp thụ tia UV cũng như nhóm
lạnh, ấm và nóng của thuốc nhuộm hoạt tính. Thời gian xử lý tạo liên kết là 20 - 40 phút.

6.2 Phương pháp ngấm ép
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến đơn giản và nồng độ hóa chất trên vải đạt
được với hiệu suất khá cao. Vì phương pháp này áp dụng cho các dây truyền liên tục và
bán liên tục, vải ở dạng mở khổ nên vải không bị nhăn nhàu không ảnh hưởng tới

các yếu tố quan trọng của cấu trúc dệt. Phương pháp này phù hợp với hầu hết các
hóa chất hồn tất chống tia UV và có thể áp dụng trên các thiết bị ngấm ép một máng
một lần ép hay 2 lần ép

6.3 Phương pháp ngấm ép cuộn ủ

Hình 3. Sơ đồ quy trình ngấm ép cuộn ủ (pad-roll)
Đây là công nghệ đơn giản nhất, giá thành thấp nhất, lại cho kết quả chất lượng khá tốt
và độ đồng đều cao áp dụng cho các lô hàng 1000 m đến 10.000 mét. Công nghệ này
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

9


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

áp dụng cho vải bông và vải pha bơng. Trình tự cơng nghệ thực tế chỉ có 3 cơng đoạn
chính (xem hình 1.17) ngấm ép, cuộn ủ và giặt. Ở công đoạn 1 vải được ngấm ép dung
dịch chất hấp thụ tia UV có chứa kiềm (Na2CO3) nếu cần có thêm chất ngấm. Trong
cơng đoạn 2 vải sau khi ngấm ép với mức ép 60 - 80% được cuộn lại thật đều và bọc
kín bằng màng polietilen (để tránh khí CO2, và hơi axit ở khu vực quộn ủ) đưa vào trục
quay nhẹ để thực hiện liên kết. Thông thường thời gian ủ từ 1 - 5 giờ, ở nhiệt độ 30 60oC tùy vào chủng loại hóa chất hồn tất để xảy ra liên kết tối đa giữa hóa chất và
xơ sợi. Cuối cùng vải được giặt nóng là giặt lạnh trong dây truyền giặt liên tục.

6.4 Phương pháp ngấm ép gia nhiệt khô

Ngấm ép, sấy sơ bộ

Xử lý nhiệt

Giặt

Hình 4 : Sơ đồ quy trình ngấm ép gia nhiệt khơ
Trong quy trình xử lý hoàn tất chống tia UV người ta thường gọi công nghệ này là
Tecmofix (đối với vải tự nhiên), Tecmosol (với vải tổng hợp) trình tự cơng nghệ như
sau (xem hình 1.18):
Ngấm ép → Sấy trung gian → Xử lý nhiệt → Giặt.
Công nghệ này được áp dụng cho hầu hết các loại vật liệu và cũng được sử dụng
rộng rãi nhất cho các đơn hồn tất hóa học khác với tên gọi kinh điển “Dry-Cure
Process”. Ưu điểm vượt trội của phương pháp này là thời gian xử lý nhanh hiệu quả
cao và có thể chạy ngay một lần trên dây truyền văng sấy nhiều khoang sấy bao gồm
sấy trung gian và xử lý nhiệt.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

10


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Đối với vật liệu bông hay xenlulo tái sinh (trừ axetat), dung dịch ngấm ép bao gồm
chất hoàn tất hấp thụ tia UV, Natribicacbonat (NaHCO3) hay Natricacbonat (Na2CO3)
và urê, ngồi ra có thêm chất ngấm anion hay nonion. Lượng urê đưa vào khoảng 50
- 80 g/l đóng vai trị tăng độ hịa tan hóa chất hấp thụ tia UV và hút ẩm đảm bảo liên
kết được thực hiện tối ưu giữu hóa chất và xơ sợi (phản ứng chỉ xảy ra trong môi
trường ẩm). Vải sau khi được ép với mức ép 60 - 80% được sấy trung gian. Tốt nhất
sấy bằng tia hồng ngoại hoặc sấy gió nóng để giảm độ ẩm xuống cịn khoảng 10 20% trong thời gian 1 - 2 phút. Sau đó vải đưa vào khoang gia nhiệt khơng khí nóng
ở nhiệt độ 1300C với thời gian 2 - 3 phút để tạo liên kết bền vững giữa chất hoàn chất
và vải. Cuối cùng vải được đưa qua khoang làm mát và đi vào cơng đoạn giặt nóng và
giặt lạnh.
Các sản phẩm hoàn tất chống tia UV cho vật liệu tự nhiên hay tổng hợp cũng có thể

đưa ngay vào trong dung dịch nhuộm và thực hiện liên kết đồng thời cùng với thuốc
nhuộm lên xơ sợi theo phương pháp này.

6.5 Phương pháp ngấm ép chưng hấp

Hình 5 : Sơ đồ quy trình ngấm ép chưng hấp (pad-steam)
Phương pháp này thích hợp cho việc xử lý các vật liệu tự nhiên, xenlulo tái sinh
(trừ axetat) và PA. Các thông số cơng nghệ trong ngấm ép hồn tồn giống như
phương pháp tecmofix ở trên (phần 1.5.2.2). Dung dịch sau khi ngấm ép với mức ép
60 - 80% được đưa vào buồng chưng hấp liên tục (xem hình 1.19). Tại đây vải được
xử lý trong mơi trường hơi nước bão hịa ở 100 -1020C trong thời gian 30 - 40 giây để
tạo phản ứng liên kết giữa hóa chất và vật liệu dệt. Sau đó vải cũng được giặt sạch
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

11


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

bằng quy trình giặt nóng và giặt lạnh. Ngoài ra để đảm bảo hiệu quả việc xử lý người
ta cho vải qua công đoạn sấy trung gian để giảm độ ẩm xuống còn khoảng 10 - 20%
trước khi vào buồng chưng hấp hơi nước bão hòa.

6.6 Phương pháp tráng phủ sol-gel
Một phương pháp thường được sử dụng là kĩ thuật nhúng dung dịch và tráng phủ. Đây
là quy trình xử lý đặc biệt, trong đó các hạt chống tia UV trong các lỗ mao quản của vật
liệu để tạo ra sản phẩm dệt có đặc tính chống tia UV. Phương pháp xử lý này khơng ảnh
hưởng nhiều đến độ mềm mại, khả năng ngấm thấu và những tính chất khác vốn có
của vật liệu dệt. Trong phương pháp tráng phủ, đầu tiên chấtchống tia UV đặc biệt
những hạt nano được trộn với dung dịch hồ tráng phủ.Hỗn hợp sau đó được tráng phủ

lên bề mặt vải bằng thiết bị tráng phủ (dùng các dao gạt tráng phủ). Sau khi được sấy
hay gia nhiệt, màng tráng phủ được gắn lên vật liệu dệt. Những nghiên cứu cho thấy
màng tráng phủ có thể nâng cao đáng kể khả năng ngăn ngừa tia UV. Trong phương
pháp này, hiệu quả che chắn tia UV của vật liệu phụ thuộc vào chủng loại và hàm lượng
chất che chắn UV được sử dụng cũng như độ dày của lớp tráng phủ. Phương pháp tráng
phủ truyền thống có độ bền giặt kém và cảm giác sờ tay không tốt. Ngày nay người ta
sử dụng cơng nghệ mới sol-gel có thể nâng cao hiệu quả chống tia UV và độ bền giặt
bằng sự hình thành một lớp màng mỏng trong suốt oxit kim loại trên bề mặt vật liệu dệt.
M(OR)x

+

H 2O

2M(OR)x-1
M(OR)x-1OH +

ROH

→

M(OR)x-1 + ROH

→

(OR)x-1M - O - M(OR)x-1 + H2O

→

(OR)x-1M - OR

+ H2O

Hình 1.20 : Sơ đồ cơ chế của quá trình sol-gel (M là kim loại đặc biệt
như: Ti, Si, Al, Zn và R là nhóm alkyl ví dụ: metyl, bytyl, etyl)
Quy trình này dựa trên sự thủy phân và đa ngưng tụ của những phức oxit kim loại. Cơ
chế hóa học được mơ tả trên hình 1.20. Những phản ứng này tạo ra một bộ khung gồm
các chuỗi oxit liên kết trong dung dịch. Dưới điều kiện áp suất hoặc nhiệt độ cao sẽ keo
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

12


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

đặc lại và trở thành thể rắn. Công nghệ này được áp dụng cho cả vật liệu dệt ưa
nước (hydrophilic) và gét nước (hydrophobic).
Phương pháp được tiến hành theo 3 bước như sau:
1-

Thể huyền phù nhuyễn (hydrosol) của kim loại Titan được tạo thành từ phản ứng

thủy phân giữa tetrabutyl titan (TTB: TiOC4H9)4) với nước có chứa axit axetic (có tác
dụng làm chậm q trình thủy phân) và axit hidrocloric (chất xúc tác cho phản ứng
thủy phân). Tỉ lệ phân tử thường là : TTB/CH3COOH/HCl/H2O là 1/3,5/0,014/100.
2-

Vải được ngấm ép hỗn hợp hydrosol với mức ép 60 -70%. Sau đó sấy khơ ở nhiệt

độ 75oC khoảng 4 -5 phút. Vải được giặt sạch axit HCl và CH3COOH bằng nước cất

khoảng 30 giây để tránh phá hủy vải khi tiến hành gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Tiếp theo vải
được sấy và gia nhiệt ở nhiệt độ 150oC trong 4 - 5 phút. Tại đây các hạt keo liên kết với
nhau bởi mối liên kết Ti-O- Ti và đồng thời liên kết từ mạng vô cơ vào xơ sợi. Những
hạt gel titan này có khả năng che chắn UV rất tốt vì thể vải sau khi xử lý sẽ nâng cao
đáng kể chỉ số SPF. Đồng thời có thể đưa thêm chất tăng trắng vào ở giai đoạn này
để giảm hiện tượng vàng vải gây nên bởi việc xử lý thể huyền phù nêu trên.
3-

Cuối cùng vải được được xử lý với dung dịch hồ tráng phủ (binder) tiên tiến

và thân thiện với môi trường để nâng cao sự ổn định dài lâu của hóa chất bảo vệ trên vải.
Ví dụ: Ngấm ép kĩ (2 lần) hồ polyacrylate (2%) với mức ép 60 - 70%, sau đó sấy ở
nhiệt độ 80oC.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể đưa các chất vơ cơ che chắn UV lên các vật
liệu tự nhiên như bông, tơ tằm, len. Kết quả xử lý đạt hiệu quả bảo vệ rất cao, đối với vải
bông dệt thoi đã nấu tẩy (140 g/m2) có giá trị SPF từ 6,51 tăng lên 79,18.

6.7 Phương pháp lắng hơi plasma
Xử lý plasma là một cơng nghệ mang tính cách mạng để tạo ra những chức năng bền
lâu cho vật liệu dệt. Công nghệ này sử dụng những phân tử khí mang năng lượng ở thể
plasma để tạo liên kết vào vật liệu. Ứng dụng nhiều trong các đơn hồn tất như chống
nhàu, chống vón gút, chống thấm...và các chức năng đặc biệt khác như chống tia UV,
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

13


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

chống khuẩn và chức năng chữa lành vết thương. Công nghệ này thân thiện với mơi

trường do khơng gây ơ nhiễm và khơng có rác thải như các phương pháp xử lý ướt.
Bên cạnh đó khơng làm mất đi đặc tính xốp mềm mại bề mặt vải bởi lớp màng tạo
thành rất mỏng.
Các nhà nghiên cứu ở Hồng Kông đã tiến hành sử dụng hệ thống xử lý plasma cho vật
liệu dệt để nâng cao giá trị cho ngành công nghiệp dệt. Thời gian xử lý ngắn với hiệu
suất cao hơn. Công nghệ này bao gồm những ưu điểm của công nghệ Nano hiện nay,
bởi vì khi các hóa chất hồn tất lắng đọng từ thể hơi plasma sẽ tạo ra những hạt phân tử
kích cỡ nano. Nhưng cho đến thời điểm này công nghệ plasma vẫn chỉ đang được
thực hiện thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và đang trong giai đoạn đánh giá hiệu
quả để hoàn thiện.

7. SẢN PHẨM DỆT MAY CHỐNG TIA UV
Như vậy có nhiều cách khác nhau để đạt được sự bảo vệ tối ưu chống lại tia cực tím
(UV), ví dụ bằng các loại xơ, bằng cấu trúc vật liệu dệt và bằng cách tráng phủ hoặc ứng
dụng các chất hấp thụ tia cực tím. Vật liệu dệt cũng có thể được sản xuất theo cách để
chúng bảo đảm sự bảo vệ tối ưu chống lại bức xạ của tia cực tím. Xu hướng mới nhất
nhằm vào cải thiện chất lượng và các mặt kỹ thuật để chúng không những có chức năng
chống lại tia cực tím, các chỉ tiêu cơ lý hóa mà cịn đáp ứng các u cầu thẩm mỹ và
đảm bảo tính chất dễ chịu khi mặc cho từng lĩnh vực sử dụng cuối cùng. Thực tế việc
bảo vệ này có thể được tối ưu hố bằng cấu trúc vải và q trình hồn tất phù hợp.
Hiện nay đã có rất nhiều những sản phẩm dệt chống tia UV được sản xuất dưới dạng
các sản phẩm khác nhau như quần áo, mũ, khăn, vải che bảo vệ xe, ô dù… từ rất
nhiều các công ty chuyên sản xuất như: Asa – Tex Pty.,Ltd (Úc), Fong Yeong
Enterprise Co.,Ltd (Đài loan), Wujiang fuhua weaving co.,Ltd (Trung Quốc),
Harrison Tech Co (Mỹ), Asahi Kasei (Nhật), Kuraray Ltd (Nhật). Chỉ riêng ở Nhật bản
đã có hơn 30 loại vật liệu dệt làm từ xơ tự nhiên hoặc xơ tổng hợp chống lại tia cực tím.

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

14

Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Ví dụ sản phẩm "Sunpaque" do hãng Asahi Kasei (Nhật) sản xuất là một xơ polyeste
có cấu trúc lõi/ vỏ. Phần lõi có chứa chất gốm đặc biệt hàm lượng cao và được bao bởi
một lớp polyeste đều đặn. Hiệu quả bảo vệ chống lại tia UV và hệ số bảo vệ chống lại tia
UV của sản phẩm này phù hợp với các tiêu chuẩn Úc/Niu Dilân. Kết hợp "Sunpaque"
với sợi Viscô để sản xuất vải hai thành phần có tên gọi "Olacool". Một mặt loại vải này
đưa lại tính dễ chịu khi mặc của viscơ vì có hiệu ứng hút ẩm và khơng sinh nhiệt, mặt
khác bảo vệ chống lại hiện tượng cháy da.
Công ty Kuraray Ltd (Nhật) một công ty tiên phong trong lĩnh vực này gần đây đã phát
triển một loại sợi polyeste hai thành phần, ba lớp phức tạp hơn chống lại tia UV gọi là
"Lecture". Loại sợi này được nói rằng là vật liệu đa chức năng lý tưởng về mặt sức
khoẻ, và đồng thời đưa ra tính dễ chịu khi mặc và sự hấp dẫn. Phần lõi chiếm 20% của
"Lecture" rỗng, phần giữa chứa 10% oxit Titan để chống lại tia UV, và phần ngồi
cùng polyeste có thể nhuộm được bằng thuốc nhuộm cation lại chứa thêm 5% gốm.
Các tính chất nhuộm bằng thuốc nhuộm cation của phần vỏ làm nổi bật thêm màu và
độ bóng lấp lánh, do vậy làm phản hiệu ứng tạo mờ của chất gốm. Ngồi ra một chất
gốm nữa có trong phần vỏ với chỉ số khúc xạ đặc biệt thấp và kháng ma sát thấp hơn
cải thiện cảm giác sờ tay, giá trị màu, và các đặc tính gia cơng của xơ. Sợi này có hệ
số bảo vệ chống lại tia cực tím là 93% và độ trong suốt thấp.
Công ty này cũng sản xuất ra xơ có tên "Sophista UV" là loại xơ lõi polyeste gốm
được bọc bằng polyetylen vinyl alcohol đưa ra cảm giác sờ tay tự nhiên dễ chịu. Giá trị
bảo vệ tia UV của "Sophista UV" được nói là đến 90%. Các sản phẩm này được ứng
dụng chủ yếu cho quần áo thể thao và quần áo mặc đi chơi thư giãn, vải làm ô, găng
tay và mũ bảo vệ là những loại sản phẩm tạo ra sự bảo vệ chống lại tia UV tốt.
Một số nhà sản xuất hàng dệt từ bông như Kurabo, Toyobo, Daiwabo và Unitika đã
đưa ra thị trường một số hàng dệt từ bông bảo vệ chống lại tia UV được xử lý bằng
phương pháp ngấm ép khơ. Bênh cạnh đó hãng Tokyo (Nhật) và một số các công ty

của

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

15


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Hình 6. Nhãn mác sản phẩm vải chống tia UV
Mĩ và Châu Âu cũng đưa ra thị trường một loạt các sản phẩm vải len cao cấp chống UV
cũng bằng phương pháp hoàn tất với chất hấp thụ UV.
Để phân biệt với các sản phẩm thông thường cũng như làm cho các sản phẩm này trở
nên nổi bật hơn người ta thường làm những nhãn mác riêng đính trên các mặt hàng
chống tia UV (xem hình 1.21). Các nhãn mác này được kiểm tra và được công nhận
bởi các trung tâm thử nghiệm được cấp phép, ở Mỹ việc đánh giá và đưa ra những
chuẩn yêu cầu cho các sản phẩm này là Ủy ban Thương mại Liên bang, cịn ở Úc cơng
việc này do Phịng thí nghiệm Bảo vệ Bức xạ. Trên nhãn mác có ghi tên của nhà chứng
nhận cùng tài liệu áp dụng thử nghiệm, phân nhóm sản phẩm bảo vệ, giá trị UPF/SPF
hay mức độ phần trăm ngăn chặn tia UV của vải.
Cùng với việc nghiên cứu tạo ra sản phẩm dệt chống tia UV các nhà nghiên cứu cũng
đồng thời tìm ra những phương pháp thử nghiệm phù hợp để đánh giá chất lượng sản
phẩm. Và dựa vào những tiêu chuẩn này để nghiên cứu nâng cao khả năng chống
nắng của cotton cũng như các sản phẩm vải khác. Đồng thời cũng đưa ra các tiêu
chuẩn phân loại khả năng chống tia UV của từng sản phẩm và tiêu chuẩn phân loại
nhãn mác cho sản phẩm (xem bảng 1)
Bảng 1: Phân loại khả năng chống tia UV của sản phẩm dệt may

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

16


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Nhìn chung sản phẩm dệt chống tia cực tím là một trong những sản phẩm dệt may
chức năng có ý nghĩa nhất và ngày càng được quan tâm bởi tính hữu ích trong các ứng
dụng to lớn. Các nhà máy sợi ở Việt Nam mới thử nghiệm và sản xuất sợi bông 100%
chi số cao và các cơng nghệ dệt, nhuộm hồn tất cho phép tạo ra các mặt hàng có giá trị
gia tăng cao cung cấp cho các doanh nghiệp may. Tuy nhiên việc nghiên cứu để làm
chủ các cơng nghệ hồn tất chức năng tạo ra các đặc tính riêng biệt cho vải như khả
năng bảo vệ chống tia UV, đặc tính quản lý ẩm tạo cảm giác tiện nghi khi mặc…
chưa được quan tâm nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu của khách hàng, đặc biệt trong giai
đoạn mà thị trường dệt may Việt nam phải cạnh tranh với rất nhiều công ty sản xuất
nước ngoài trong việc chiếm lĩnh thị trường xuất khẩu sang EU và Mỹ. Vì vậy vấn đề
nghiên cứu cơng nghệ để có thể sản xuất thành cơngnhững sản phẩm vải chức năng
mới là rất cần thiết.

8. BẢN CHẤT NGĂN NGỪA TIA UV CỦA HÓA CHẤT SỬ DỤNG
8.1 Phân loại hóa chất sử dụng chống tia UV cho vật liệu dệt
Có hai loại chất ngăn ngừa tia UV được sử dụng trên xơ sợi vải đó là:
1- Các chất hữu cơ, có khả năng hấp thụ chọn lọc tia UV và có tác dụng như chất
biến đổi năng lượng, giảm tỉ lệ bức xạ truyền qua. Các chất này là các dẫn xuất
benzotriazole, hydro benzophenone và phenyl triazine…, và được đưa lên vải bằng các
phương pháp ngấm ép hay tận trích như với các thuốc nhuộm phân tán (cho xơ tổng
hợp) hay hoạt tính (cho xơ thiên nhiên) vì bản chất liên kết hồn tồn giống với hai loại
thuốc nhuộm này.

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

17


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

2- Các hóa chất vơ cơ, cùng với khả năng hấp thụ một phần tia UV các chất này có
khả năng phản xạ bức xạ UV, hạn chế tối đa thành phân tia khúc xạ đồng thời có thể
có tác dụng che phủ các phần lỗ trống vải bằng các lớp mỏng tráng phủ. Thường gọi
là các chất che chắn tia UV, chủ yếu là những chất vô cơ dạng hạt mịn hay nano
như: ZnO, TiO2, các chất gốm và các hợp chất cơ kim khác của Al, Si,Ti và Zn như
Ti(OC4H9)4... Việc đưa các chất này lên vật liệu dệt có thể ngay ở công đoạn chuẩn bị
hỗn hợp kéo sợi trước khi ép đùn sợi hay bằng các tráng phủ thông thường, tráng phủ
sol-gel cùng các hỗn hợp hồ kết dính khác.

8.2 Yêu cầu đối với các hóa chất chống tia UV cho vật liệu dệt
4.2.1 Đối với chất hữu cơ hấp thụ UV:
-

Hấp thụ hiệu quả bức xạ UV trong vùng bước sóng từ 290-360 nm, nhanh chóng

chuyển hóa năng lượng UV thành năng lượng nhiệt tỏa ra xung quanh.
-

Có ái lực liên kết đủ lớn đối với xơ sợi.

4.2.2 Đối với chất có khả năng che chắn:
-

Có đặc tính phản xạ và hấp thụ tia UV tốt với chỉ số khúc xạ đủ lớn

-

Kích thước hạt đủ nhỏ 10 – 100 nm, để tạo khả năng phân tán đơn phân tử nhỏ,

không bị kết tụ.
-

Gắn kết tốt với sơ sợi cũng như hỗn hợp tráng phủ vải.

4.2.3 Các yêu cầu chung cho cả hai loại chất chống UV:
-

Không gây ảnh hưởng tới màu sắc cũng như độ bền màu

-

Tương thích với nhiều thuốc nhuộm và hóa chất hồn tất khác

-

Có tính sử dụng bền lâu, vẫn duy trì được hiệu quả chống UV cao sau một thời gian

sử dụng sản phẩm.
-

Bền với các tác động của môi trường

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

18

Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

-

Không phân hủy ra các chất gây độc hại.

8.3 Đặc điểm hóa chất chống tia UV cho vật liệu dệt
Chất hấp thụ UV là những hợp chất khơng màu vơ cơ hoặc hữu cơ có khả năng hấp thụ
hiệu quả vùng bước sóng 290 – 360 nm.
Chất hữu cơ hấp thụ UV chủ yếu là những dẫn xuất của o-hydroxy benzophenone, ohydroxy phenyl triazine, o-hydroxy phenyl hydrazine Nhóm ortho hydroxyl được cho là
đóng vài trị chính trong q trình hấp thụ và làm hợp chất này có thể tan trong dung
dịch kiềm tính. Một số benzophenone có thế thâm nhập vào xơ tổng hợp bằng con
đường hoàn toàn giống như thuốc nhuộm phân tán.
Sự kết hợp một cách thích hợp giữa chất hấp thụ UV và những chất chống oxi hóa có
thể đem lại hiệu quả sử dụng cao hơn (ngăn hiện tượng phân hủy và đồng phân hóa
các hóa chất chống UV). Những dẫn xuất Benzophenone đều có mức năng
lượng thấp, dễ bị khuếch tán và thăng hoa.
Những dẫn xuất Orthohydroxy phenyl và diphenyl triazine có độ bền thăng hoa cao,
cấu tạo kiểu này có khả năng tạo độ phân tán tốt để đưa vào các dung dịch ngấm ép
nhuộm gắn màu ở nhiệt độ cao, và trong hồ in hoa. Chất hấp thụ UV có thể được đưa
vào hỗn hợp kéo sợi trước khi ép đùn hoặc trong dung dịch nhuộm.
Để đạt được khả năng bảo vệ chống tia UV, nồng độ chất hấp thụ UV khoảng 0.6 –
2.5 % so với vải. Bên cạnh đó sự có sự có mặt của các chất hấp thụ UV trên PET,
nylon, tơ tằm hay len có tác dụng chống lại sự phá hủy quang học đối với xơ trước
ánh sáng mặt trời.
Chất hấp thụ UV trên xơ len có thể làm chậm q trình gây ố vàng quang hóa do ánh
sáng. Một số sản phẩm triazin là những chất ổn định chống lại ánh sáng (hindered amine
light stabiliser – HALS) được áp dụng cho vật liệu Polypropylene (PP) để nâng cao

độ bền với tia UV. Chỉ cần bổ xung 0.15% so với khối lượng xơ đã có thể nâng cao
đáng kể khả năng chống UV.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

19


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Hơn nữa đây chính là chất được đưa cùng với pigment vào trong PP để tạo ra những sản
phẩm sử dụng ngoài ánh nắng. Những chất hấp thụ UV năng lượng cao thích hợp cho
vật liệu PET bao gồm: các dẫn xuất của ortho- hydroxyphenyl diphenyl triazine
sử dụng trong quy trình nhuộm tận trích, ngấm ép hay in hoa.
Hiện nay một số các hãng sản xuất hóa chất ngành dệt đã đưa ra thị trường các sản
phẩm hấp thụ UV cho vải ở dạng hỗn hợp trong đó có các phụ gia như các chất chống
oxi hóa, chất ổn định. Thành phần cấu tạo chi tiết của chúng phức tạp và khơng hồn
tồn giống nhau giữa các hãng sản xuất nhưng về cơ bản là như nhau. Các sản phẩm nổi
tiếng trên thế giới này cũng đã được các hãng này đang xúc tiến đưa vào thị trường Việt
nam: UV-CUT (Protex); TINOFAST CEL (Ciba) dựa trên thành phần oxalanilide - dẫn
xuất đianilin của axit oxalic; RAYOSAN C (Clariant) và TINOGARD (Ciba) dựa trên
hợp chất dẫn xuất dị vịng Benzotriazol; CIBAFAST W (Ciba) cơng thức cấu tạo là 5benzotriazolyl-4-hydroxy-3-sec-butyl-benzenesulfonic acid; UVINUL DS 49 (BASF)
sản phẩm dựa trên dẫn xuất benzophenone. .v.v.
Đối với các chất chống UV với bản chất che chắn thông thường là các pigment, các gốm
vơ cơ có chỉ số khúc xạ lớn hơn 2.55, có khả năng che phủ và chắn bức xạ tốt nhất. Các
pigment vô cơ trên xơ sợi làm ánh sáng phản xạ khuếch tán khi chạm vào sơ sợi do đó
tăng khả năng bảo vệ chống UV. Chất TiO2 được đưa vào dung dịch kéo sợi với tác
dụng làm mờ cũng đóng vai trị như chất hấp thụ tia UV. Titan đioxit và các chất gốm
có khả năng hấp thụ vùng UV từ 280 đến 400 nm và phản xạ các bước sóng khả
kiến và hồng ngoại. Để đạt được hiệu quả tối đa, những hạt này phải được nghiền nhỏ
và phân bố dưới dạng đơn phân tử trong cùng một hỗn hợp dung dịch. Những hạt Titan

kích cỡ nano tạo thể mịn liên kết rất bền với vải bơng và sản phẩm có thể đạt được chỉ
số UPF khoảng 50 mà khơng ảnh hưởng tới những đặc tính đàn hồi của vải. Xơ visco
loại sáng màu thẩm thấu tia UV cao nhất trong số các sản phẩm xơ viso và modal có
pigment làm mờ. Các hạt nano kẽm oxit có kích cỡ phân bố đơn phân tử rất cao (20 – 40
nm), hạn chế thấp nhất khả năng kết tụ do đó có thể tạo ra khả năng chắn UV rất tốt. Thử
nghiệm trên vải bông và nylon cho thấy với tỉ lệ hỗn hợp TiO2/ ZnO là 67/33 cho hiệu
quả che chắn UV cao hơn nhiều so với việc sử dụng từng oxit này ở cùng nồng độ.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

20


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Vải nylon microfine có độ thưa 0.1% có khả năng tạo ra hệ số UPF > 50 với nồng độ
1.5% TiO2.
Hiện nay với công nghệ Nano sản phẩm chống UV loại này có kích cỡ tương đương
hoặc thâm chí nhỏ hơn chiều dài bước sóng tia UV đã nâng cao đáng kể tỉ lệ hấp thụ tia
UV. Hơn nữa vật liệu nano làm tăng bề mặt riêng của chúng và năng lượng bề mặt, tạo
điều kiện kết hợp một cách dễ dàng với các chất phân tử lớn, giảm sự phản xạ khuyếch
tán ánh sáng khả kiến, tăng độ trong suốt và đảm bảo được màu sắc tự nhiên của sản
phẩm dệt.
Tuy nhiên những nghiên cứu cho thấy rằng những loại chất hấp thụ UV có phần nào
gây ảnh hưởng đến độ bền lâu của sản phẩm, đặc tính của sản phẩm (như độ trắng, độ
bền màu, cảm giác sờ tay, độ ngấm và khả năng hút ẩm) và môi trường. Gần đây các
nhà khoa học của Đức đã phát hiện ra rằng: khi các chất hấp thụ tia UV nằm trên các
sản phẩm dệt may thực hiện sự hấp thụ tia UV thì chúng có thể phân hủy ra những hợp
chất có ảnh hưởng khơng tốt cho sức khỏe con người. Do đó việc sử dụng đảm bảo
an toàn những chất này đang là vấn đề cần phải được xem lại. Mặt khác những chất
che chắn tia UV thường là những hợp chất vô cơ, khơng mùi, khơng độc, có màu trắng

tự nhiên, khơng bị phân hủy, không bay hơi, ổn định nhiệt độ và có khả năng ngăn ngừa
tia UV rất tốt.

4.4.Bản chất ngăn ngừa tia UV của hóa chất

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

21


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

Hình 7: Sơ đồ minh họa chuyển hóa năng lượng bức xạ UV của dẫn xuất Benzophenone
Chất hấp thụ liên kết chặt chẽ vào xơ để chuyển năng lượng tia UV thành năng lượng
dao động trong phân tử chất hấp thụ, kích thích điện tử thành nhiệt năng mà không bị
mất mát ra xung quanh, chức năng như một bộ máy chuyển đổi năng lượng. Tia UV
bước sóng ngắn có năng lượng cao kích thích chất hấp thụ UV lên trạng thái năng lượng
cao hơn. Sau đó năng lượng này có thể được giải phóng dạng bức xạ có bước sóng lớn
hơn. (Ví dụ: Xem hình 1.14). Ở đây q trình đồng phân hóa có thể xảy ra nối các
phân đoạn chất hấp thụ tạo thành chất đồng phân phân tử cao khơng có khả năng hấp thụ
tia UV nữa. Đó là những chất khơng ổn định lâu dài. Do vậy đặc tính cần thiết của chất
hấp thụ là có khả năng hấp thụ năng lượng UV mà không bị biến đổi.
Đối với các chất hấp thụ UV khác cũng có cơ chế hồn tồn tương tự xảy ra theo chu kì
4 bước như sau:
1) Hấp thụ năng lượng bức xạ lên trạng thái kích thích;
2) Chuyển dịch proton trong phân tử;
3) Phát ra tia hồng ngoại (nhiệt năng);
4) Chuyển dịch proton về vị trí ban đầu.
Tuy nhiên việc nghiên cứu chính xác cơ chế các bước chuyển dịch vị trí các proton các
mức năng lượng và vị trí các điện tử kích thích trong mỗi phân tử là rất khó. Và mọi

nghiên cứu hiện vẫn đang chỉ là suy đoán dựa trên những nguyên lý hóa học và lượng tử
cơ bản.
Theo những nghiên cứu gần đây, các chất có khả năng chắn tia UV như các hạt nano
TiO2, ZnO hay các chất gốm là do chúng có khả năng hấp thụ rất tốt bức xạ UV bởi sự
dịch chuyển các lớp điện tử dưới tác động của phonton nằm trong vùng năng lượng
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

22


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

UV. [14]. Mặt khác nhờ có cấu tạo hóa học tinh thể đặc biệt, có chỉ số khúc xạ cao
(TiO2 là 2,71 và ZnO là 2,03) nên các chất này phân tán tia tới và giảm các tia truyền
qua và tăng hiệu quả bảo vệ. Dựa trên thuyết tán sắc ánh sáng, chỉ số khúc xạ và đường
kính hạt có ảnh hưởng đáng kể đến sự phân tán ánh sáng. Chỉ số khúc xạ cao cũng thể
hiện khả năng phân tán và phản xạ ánh sáng mạnh hơn, như vậy đường kính hạt nhỏ
hơn sẽ có khả năng che chắn ánh sáng tốt hơn. Nhìn chung hiệu quả che chắn tia UV tốt
nhất khi các hạt có kích cỡ nằm trong khoảng 10 – 100 nm.
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.1 Nội dung nghiên cứu
Để nghiên cứu ứng dụng sản xuất thành công vải chống tia UV một cách có hiệu quả thì
các nhà nghiên cứu phải tiến hành theo 2 nội dung sau:
+Nghiên cứu cơng nghệ đưa các hóa chất chống tia UV lên vải với hiệu quả xử lý cao nhất.
+Nghiên cứu các phương pháp đánh giá phù hợp khả năng ngăn ngừa tia UV của hóa chất
hồn tất cũng như vải sau khi xử lý.
Các bước nghiên cứu được tiến hành như sau:
- Lựa chọn vải bơng để xử lý hồn tất chất hập thụ tia UV - Thực hiện các thí nghiệm mẫu

thử (phịng thí nghiệm) với 3 thơng số thay đổi đó là nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt và nồng
độ hóa chất xử lý.
- Áp dụng phương pháp AATCC 183-2000 để đánh giá hiệu quả chống tia UV trên vải
thông qua giá trị đo SPF của vải.
- Đánh giá kết quả thông qua quy hoạch thực nghiệm để xây dựng cơng nghệ tối ưu xử lý
hồn tất vải chống tia UV.

1.2 Đối tượng nghiên cứu
Trong số các hóa chất hấp thụ tia UV do các hãng nổi tiếng cung cấp cho ngành dệt thì
Rayosan C (Clariant -Thụy Sỹ) giới thiệu là rất có hiệu quả.
Rayosan C thương phẩm là chất lỏng nhớt màu trắng, có đặc tính anion, tỉ trọng khoảng
1,25 ở 20o C, pH ≈ 6 (khi chưa pha loãng). Ổn định với các dung dịch nước cứng, muối,
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

23


Q trình hồn tất vải - cơng nghệ xử lí chống tia tử ngoại UV Resistance

axit và kiềm. Không tạo bọt và khơng có độc tính sinh thái. Bảo quản ở 20 - 25o C trong
thời gian ít nhất là 6 tháng (nhiệt độ bảo quản cao hơn hiệu quả sản phẩm sẽ giảm). Sản
phẩm này được hãng Clariant cung cấp cho Viện Dệt May ở dạng lô hàng sản xuất lớn.
Dựa trên hợp chất dẫn xuất dị vòng Benzotriazol, Rayosan C là chất hấp thụ tia UV rất tốt,
đạt hiệu quả tối đa trong vùng UVB. Có các nhóm hydroxyl tự do trong phân tử nên dễ
dàng liên kết cộng hóa trị bền vững với các nhóm hydoxyl của xơ xenlulơ và các nhóm
amin của xơ Polyamit giống như thuốc nhuộm hoạt tính.
Đối với các mặt hàng dệt đã được nhuộm màu (từ các gam màu trung tới gam màu đậm)
nên áp dụng Rayosan C sau khi nhuộm. Bởi vì khi sử dụng ở nồng độ cao, hiệu suất lên
màu của các thuốc nhuộm anion (hoạt tính, trực tiếp và axit) có thể giảm. Nó khơng làm
thay đổi ánh màu của các vật liệu dệt đã được nhuộm màu. Hiệu quả bảo vệ bền với giặt và

bền với ánh sáng. Do sản phẩm hấp thụ tia UV trong vùng UVB, nó khơng ảnh hưởng hoặc
chỉ ảnh hưởng rất ít đến các chất tăng trắng quang học. Luận văn cao học Ngành CN Vật
liệu – Dệt Khóa 2005-2007 50 Rayosan C có thể áp dụng cho xơ xenlulơ và polyamit bằng
phương pháp tận trích thơng thường hay quy trình ngấm ép. Lượng áp dụng từ 1- 4 %.

2. 2.2.Phương pháp nghiên cứu
2.1 Thiết bị
• Thiết bị ngấm ép : Máy ngấm ép thí nghiệm một cặp trục Roaches EHP-350 do Thụy Sỹ
sản xuất. Khổ vải ngấm ép lớn nhất là 30 cm. Máng ngấm có dung tích 300 ml.
• Thiết bị sấy và gia nhiệt: Máy văng sấy thí nghiệm Tsujji của Nhật Khổ vải văng kim lớn
nhất là 30 cm.

2.2 Lựa chọn vải bông sử dụng
Qua nghiên cứu lý thuyết, luận văn đã lựa chọn một số loại vải bơng sau nấu tẩy và làm
bóng có cấu trúc khác nhau, tiến hành xử lý chống tia UV với chất xử lý hoàn tất chống tia
UV Rayosan C ở nồng độ 4% bằng phương pháp tận trích, kết quả thể hiện ở bảng . Mục
đích lựa chọn vải nhẹ để trắng hay nhuộm kẻ sáng màu để phù hợp với thị hiếu người sử
dụng trong mùa hè nắng nóng có cường độ UV cao.

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

24