Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm vải từ sợi chuối

1

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT 2010


1/ Cơ quan chủ trì:
Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp. HCM

2/ Tên đề tài:
“Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm vải từ sợi chuối”
Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 095.10RD/HD-KHCN ký ngày 25 tháng 02
năm 2010 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh.

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS. Phạm Thị Mỹ Giang

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:
Nguyễn Anh Kiệt ThS. Dệt May
Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư sợi –dệt
Lê Đức Lộc Kỹ sư hóa nhuộm
Lưu Văn Chinh Kỹ sư hóa nhuộm


5/ TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010

2

LỜI NÓI ĐẦU

Từ ngàn xưa con người đã quan tâm đến việc làm đẹp cho chính mình. Tùy theo
từng thời kỳ phát triển khác nhau mà các vật dụng làm đẹp phục vụ cho con
người cũng rất đa dạng, phong phú; vật trang sức có thể chỉ là một mảnh xương,
chiếc lá, hòn đá, cao cấp hơn là các món bằng đồng, bạc, vàng. Khi xã hội văn
minh, nhu cầu cần mặt ấm xuất hiện, con người đã nghĩ ra việc tìm thứ gì đó để
che chắn cho mình; đó có thể là lá cây, vỏ cây, da thú… Dần dần, cùng với sự
phát triển, hoàn thiện về con người và kỹ thuật, con người đã nghĩ ra cách se sợi
từ các loại xơ tự nhiên, đan kết các sợi này với nhau để tạo ra các mảnh vải che
thân.
Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, con người đã nghiên cứu, sản
xuất rất nhiều loại xơ, sợi, vải nhân tạo. Các loại vật liệu này ngày càng được cải
thiện để tính chất của nó có những đặc điểm ưu việt như sợi tự nhiên. Tuy nhiên,
vật liệu dệt có nguồn gốc tự nhiên vẫn đóng một vai trò quan trọng trong ngành
dệt may. Người tiêu dùng vẫn có xu hướng tìm về với tự nhiên. Các sản phẩm
có nguồn gốc từ thiên nhiên vẫn rất được ưa chuộng và trở thành xu hướng thời
trang hiện đại. Ngoài các loại vải như tơ tằm, len, lanh, cotton thì vải chuối cũng
là một loại vải có nguồn gốc từ tự nhiên, sở hữu các đặc tính ưu việt như hút ẩm
tốt, có độ bóng đẹp, có các đường gân đẹp mắt… Vải chuối thường dùng để may
áo nam, nữ thời trang, vest, sơ mi, ga, màn, vải trang trí nội thất…
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới. Mùa hè ở nước ta rất nóng và khắc
nghiệt, không khí khô, nhiệt độ lên rất cao. Vì vậy, người tiêu dùng luôn có xu
hướng lựa chọn các loại vải có khả năng thấm hút mồ hôi tốt, thông thoáng.
Nắm bắt được các đặc tính tiêu dùng này, nhóm nghiên cứu đã có ý tưởng
nghiên cứu công nghệ dệt và hoàn tất vải từ sợi chuối.

Năm 2010, với sự chấp thuận, đồng ý của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt
May đã thực hiện nghiên cứu công nghệ dệt –nhuộm vải từ sợi chuối pha cotton.
Sản phẩm vải chuối tạo thêm sự đa dạng cho các sản phẩm của ngành dệt may
Việt Nam, nâng cao tính cạnh tranh cho ngành, đáp ứng được nhu cầu về chất
lượng, thời trang cho người tiêu dùng.

3

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
Mục tiêu – Phạm vi của đề tài 5
Nội dung nghiên cứu 5
Phương pháp nghiên cứu 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6
I. Nghiên cứu thị trường 6
II. Nghiên cứu nguyên liệu xơ chuối xơ cotton 11
1. Phân loại và mô tả xơ chuối 11
2. Ứng dụng của xơ chuối 11
3. Tính chất xơ chuối và xơ cotton 13
4. Các loại sợi chuối 23
CHƯƠNG 2. THỰC HÀNH
I. Thiết kế mặt hàng 26
1. Thiết kế mặt hàng vải mỏng – MC 1 26
2. Thiết kế mặt hàng vải có trọng lượng trung bình – MC2 28
3. Thiết kế mặt hàng vải trang trí – MC3 30
II. Quy trình công nghệ 32
III. Chuẩn bị dệt: Công đoạn mắc – hồ 33
IV. Công đoạn dệt 35
V. Công đoạn tiền xử lý – Nhuộm – Hoàn tất 36
V.1. Thí nghiệm mẫu nhỏ 36

1. Thí nghiệm tiền xử lý: Rũ hồ - nấu tấy 38
2. Thí nghiệm nhuộm cho vải chuối/cotton 44
3. Thí nghiệm hoàn tất làm mềm vải chuối/cotton 49
V.2. Sản xuất mẫu lớn 50
1. Tiền xử lý 50
2. Nhuộm 54

4

3. Hoàn tất 55
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ và BÌNH LUẬN 60
KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 61
1. Ý nghĩa khoa học kỹ thuật 61
2. Hiệu quả kinh tế xã hội 61
3. Triển vọng áp dụng kết quả nghiên cứu 61
Phụ lục
Tài liệu tham khảo

5


Mục tiêu – Phạm vi của đề tài:
- Mục tiêu của đề tài là khảo sát, nghiên cứu và lựa chọn thiết bị - công nghệ
phù hợp để dệt và nhuộm vải từ sợi chuối.
- Phạm vi đề tài: nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng
+Vải mỏng, trọng lượng 100-120g/m
2

+Vải có trọng lượng trung bình 140-170g/m
2

+Mặt hàng vải trang trí
Nội dung nghiên cứu:
- Tham khảo tài liệu, tìm hiểu thông tin và công nghệ thị trường;
- Lựa chọn nguyên liệu, công nghệ, thiết bị phù hợp.
- Tiến hành thí nghiệm sản xuất, thử nghiệm mẫu nhỏ.
- Đánh giá và hiệu chỉnh công nghệ.
- Hoàn chỉnh công nghệ, thử nghiệm mẫu vừa.
- Đánh giá kết quả, khả năng ứng dụng công nghệ.
- Tổng kết, viết báo cáo
Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp phân tích hệ thống.
- Phương pháp lịch sử, kế thừa những thành quả nghiên cứu.
- Phương pháp tham dự, phương pháp chuyên gia.







6


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Nghiên cứu thị trường:
Xơ chuối là loại xơ mới, có nguồn gốc tự nhiên và là xơ libe, được tách xơ từ
thân cây chuối. Loại cây này được trồng rất nhiều ở vùng khí hậu nhiệt đới. Do
xu hướng của thế giới hiện nay là bảo vệ, thân thiện với môi trường nên trong
những năm gần đây xơ chuối đã tạo được sự chú ý, quan tâm của các nhà sản
xuất ở các nước trên thế giới.
Tính chất của xơ chuối rất ưu việt: hút ẩm tốt, hút và thoát ẩm nhanh, dễ phân
hủy (thân thiện với môi trường), xơ bóng, nhẹ. Vải dệt từ sợi chuối có khả năng
hút và thoát ẩm tốt tạo cảm giác thoáng mát, thoải mái cho người mặc, vải có độ
bóng, đẹp, độ thẩm mĩ cao, rất thời trang.
Xơ chuối rất phát triển ở Philipin, tuy nhiên sợi chuối ở Philipin, Nepal chỉ là
sợi kéo bằng tay, rất thô, chủ yếu dùng để đan móc thủ công. Trong hội nghị cấp
cao các nước Asian, tổ chức ở Philipin, vải dệt từ sợi chuối được dùng để may
trang phục cho các nguyên thủ quốc gia ở các nước. Hiện nay, Trung Quốc đã
nghiên cứu công nghệ chế biến xơ và sản xuất sợi chuối công nghiệp. Chỉ số sợi

chuối cao nhất hiện nay là 60Nm.
Vải dệt từ sợi chuối được dùng trong may mặc, làm vải màn, khăn tắm, ga trải
giường
Cây chuối được tìm thấy đầu tiên ở đảo Philipin; người Mã Lai tách xơ chuối để
làm dây thừng, lưới đánh cá, và cả vải may mặc. Năm 2002, sản lượng xơ chuối
được trồng ở Philipin đạt 72.000 tấn, Ecuador đạt 26.000 tấn, Costa Rica đạt
1.100 tấn, Indonesia đạt 600 tấn, Equatorial Guinea đạt 500 tấn, Kenya đạt 30
tấn.




7


Sau đây là sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới ( năm 1998 – 2000):
Bảng 1. Sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới
Lo
ại x
ơ

Tri
ệu tấn

Cotton

19,
32

Đay (jut

e) & các lo
ại t
ương t
ự

3,
52

Len & các lo
ại x
ơ có ngu
ồn gốc gốc từ lông động vật

1,
52

Lanh

0,
6

Xidan (sisal)

0,
386

Bông g
ạo (Kapok)

0,

195

Gai (ramie)

0,
17

Chu
ối (Abaca)

0,
095

Tơ t
ằm dâu, t
ơ t
ằm sắn, v
à tơ t
ừ tằm dại khác

0,
1135

Gai d
ầu (hemp)

0,
08

T

ổng sản l
ư
ợng các loại x
ơ t
ự nhi
ên

26,
0


Nếu so sánh với sản lượng của các loại xơ tự nhiên khác, sản lượng xơ chuối chỉ
cao hơn xơ gai dầu (hemp), bằng khoảng 1/2 sản lượng xơ gai (ramie).
Hiện nay, thị trường xơ chuối rất nhỏ, và là một loại xơ mới, ít được người tiêu
dùng biết đến. Tuy nhiên, các nhà sản xuất, cung cấp xơ, sợi Trung Quốc đang
xem xơ chuối là vật liệu dệt tiềm năng trong tương lai.
Hình 1. Cây chuối lấy xơ


8

Cây chuối (abaca) là loại cây sống lâu năm, trông giống cây chuối lấy quả. Khi
cây trưởng thành, nó sẽ có từ 12-30 cây con mọc từ rễ chính. Các thân cây có
chiều cao từ 3 -7,5m, đường kính thân cây từ 120-300mm. Thân cây gồm 90%
là nước, sáp và 2-5% là xơ; phần còn lại là các tế bào mô mềm. Cấu trúc thân
cây gồm các lớp vỏ bọc hình lưỡi liềm, dài, bọc, ép chặt vào nhau từ trong lõi
trở ra.
Hình 2. Mặt cắt ngang thân cây chuối

Lá của nó có chiều dài 1-2m, rộng gần 0,3m. Khi cây trưởng thành sẽ ra hoa, kết

trái, nhưng là quả không ăn được, dài khoảng 80mm.
Trong mỗi lớp vỏ bọc gồm có 03 lớp riêng biệt. Lớp ngoài gồm có biểu bì, chứa
các bó xơ phân bố trong thể mô mềm. Lớp giữa gồm các mô mạch sợi chứa
nhiều nước. Lớp trong gồm các mô mềm. Số lượng và chất lượng xơ trong mỗi
lớp vỏ bọc tùy thuộc vào độ rộng và vị trí của nó trong thân cây. Mỗi thân cây
có khoảng 20 lớp vỏ bọc, được chia thành 04 nhóm: lớp vỏ bọc bên ngoài, lớp
gần kề, lớp giữa và lớp trong. Mỗi lớp sẽ cho xơ có cấp chất lượng khác nhau.
Để tách xơ, thân cây được chặt ra và cắt hết lá. Ở giai đoạn này có 2 cách để
tách xơ.
Cách 1: được sử dụng rộng rãi ở Philipin, làm hoàn toàn bằng phương pháp thủ
công, được gọi là quá trình bóc. Tại rẫy thân cây chưa được tách thành từng lớp,
các lớp được làm dẹt, phẳng bằng cách đưa dao vào lớp ngoài và lớp giữa, rạch
một dải rộng khoảng 50-80mm và kéo dài hết chiều dài thân cây. Xơ được lấy ra
từ các dải vỏ này bằng cách nạo hết phần lõi cứng đi.
Để giảm thiểu sức lao động và nâng cao năng suất, quá trình nạo được cải tiến,
cơ giới hóa. Máy bóc vỏ có tên là Hagotan, máy này có thể nạo sạch liên tục từ
6-8 dải xơ.

9

Cách 2: được gọi là bóc vỏ, được sử dụng ở Mỹ, Indonesia, và 1 phần ở Philipin.
Máy bóc có 30m băng đai truyền, 1 bộ phận ép, 1 trục làm dập lớp vỏ, 1 dây
cuaroa bằng thừng và 1 bộ phận bóc, tách.
Thân cây được cấp vào băng chuyền để đưa vào bộ phận ép, làm dập thân chuối.
Phần thân chuối bị dập này sẽ được đưa tiếp vào băng chuyền để bóc tách vỏ.
Đầu tiên, ½ thân chuối sẽ được bóc và sau đó là phần còn lại. Phần thân đã được
bóc tách được chuyển qua cặp trục ép khác, sau đó đưa vào trong máy chải, để
chải thành những dải xơ. Xơ sẽ được đánh giá, phân loại theo màu sắc dùng
kéo để cắt phần cuối của dải xơ, phần bị rối và bẩn. Sau đó, sấy khô ở nhiệt độ
100 độ C, và đóng gói. Quá trình tách xơ này có thể làm được 16-35 tấn/h (chuối

tươi).
Xơ được tách bằng máy (cách 2) chịu nhiều tổn thương nên độ bền giảm. Ngược
lại, làm bằng tay (cách 1) xơ sẽ bền và bóng hơn, tuy nhiên lượng xơ thu được
lại ít hơn. Lượng xơ thu được thường là 2-3% so với trọng lượng thân cây. 1
hecta đất có thể trồng và cho 200-800 kg xơ. Cấp xơ được phân chia theo màu,
độ sạch, phương pháp làm khô, lấy xơ, vị trí của lớp vọ bọc thân cây chuối.
Công dụng chính của xơ là làm dây thừng, bện chão thừng đi biển, túi trà và cà
phê, giấy, vải
Cây chuối này thuộc họ chuối Muscacease, giống Musa, nó có 100 loài. Khoảng
20 loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng, chỉ 3-4 loại được trồng phổ biến, rộng rãi
ở Philipin.
Theo thống kê của Philipin:
- Số hộ nông dân trồng, sản xuất xơ chuối : 89.071
- Số đơn vị kinh doanh : 617
- Nhà máy sản xuất dây thừng : 6
- Nhà máy sản xuất bột nhão : 6
- Nhà máy sản xuất xơ thủ công : 105
- Số đơn vị kinh doanh xuất khẩu : 31
- Tổng diện tích trồng trọt : 141.711 hecta

10

- Sản lượng trung bình : 68.819 tấn
Ở Philipin, cây chuối được trồng ở 48 tỉnh thành, sau đây là 10 tỉnh sản xuất xơ
chuối nhiều nhất:
- Catanduanes
- Leyte
- Southern Leyte
- Northern Samar
- Davao Oriental

- Surigao del Sur
- Davao del Sur
- Sulu
- Sorsogon
- Western Samar
Tổng sản lượng năm 2006 là: 66.471 tấn.
- Xuất khẩu trung bình (từ năm 1997-2006):
Bảng 2. Sản lượng hàng hóa và giá trị xuất khẩu (1997-2006) của Philippin
Loại hàng hoá Số lượng (tấn) Giá trị (giá FOB USD)
Xơ thô 12.887 14.049.398
Bột nhão 17.384 38.391.313
Dây chão, thừng 7.725 11.379.481
Sợi và vải - 396.910
Xơ thủ công - 15.046.555
Tổng thu nhập trung bình - 79.263.657


11

- Các nước nhập khẩu chính:
+ Xơ thô : Anh, Nhật, Indonesia
+ Bột nhão : Đức, Nhật, Anh, Pháp, Mỹ
+ Dây thừng, chão : Mỹ, Singapore, Canada, Đức, Malaysia, Anh.
+ Xơ thủ công : Mỹ, Nhật, Tây Ban Nha, Ý, Anh, Hong Kong,
Pháp, Úc.
Hiện nay, Philipin là nước sản xuất xơ chuối nhiều nhất trên thế giới, sau đó là
Ecuador.
II. Nghiên cứu nguyên liệu xơ chuối - xơ cotton:
1. Phân loại và mô tả xơ chuối:
Cây chuối lấy xơ (abaca) được biết rộng rãi với cái tên Manila hemp, là giống

chuối Musa Textiles Nee. Loại chuối này có vẻ ngoài giống cây chuối cho quả
ăn được nhưng lá của nó khác biệt ở chỗ mọc theo hướng thẳng đứng, nhọn, hẹp
và thon hơn lá chuối ăn được.
Cây chuối lấy xơ trồng ở khu vực có nhiệt độ 20-25 độ C, vào những tháng mát
và ấm. Độ ẩm tương đối 78-85%, nơi có lượng mưa phân phối đều quanh năm là
điều kiện tốt để loại chuối này phát triển.
- Thời gian trưởng thành của cây: 18-24 tháng
- Số lần thu hoạch: 3 lần/năm
- Sản lượng: 600-1.300 kg/ha
2. Ứng dụng của xơ chuối:
Trước kia, ứng dụng của xơ chuối rất giới hạn; đầu tiên xơ chuối chỉ dùng để
làm dây bện thừng, thảm, và một số vật liệu pha trộn khác. Với nhận thức giảm
thiểu tác hại đến môi trường, tầm quan trọng của vải thân thiện với môi trường,
xơ chuối được công nhận là loại xơ có chất lượng tốt và ứng dụng của nó trong
các lĩnh vực khác cũng tăng lên, như ngành dệt may và trang trí nội thất. Tuy
nhiên, ở Nhật Bản, nó được sử dụng để làm vải may các trang phục truyền thống
như Kimono và Kamishimo từ thời kỳ Edo (1.600 – 1868). Nhờ có trọng lượng

12

nhẹ và cảm giác thoải mái khi mặc mà nó vẫn được nhiều người dùng vào mùa
hè. Xơ chuối còn dùng làm vải bọc nệm, cà vạt, túi, khăn trải bàn, rèm cửa rất
tốt…các sản phẩm thảm, chăn từ sợi chuối rất nổi tiếng trên thế giới.
Sau đây là một số ứng dụng của xơ chuối:
a. Làm dây thừng, dây chão, dây bện.
b. Làm nguyên liệu cho các loại giấy đặc biệt:
- Xơ cấp S: dùng làm giấy sử dụng trong ngành điện tử, giấy trang trí cao cấp,
giấy viết Kinh Thánh.
- Xơ cấp JK: làm túi trà, túi lọc cà phê, túi gói thịt, cá, các loại giấy nghệ thuật
đặc biệt, giấy cách điện bọc dây cáp, giấy nến, giấy than.

- Xơ cấp Y2: dùng làm tiền giấy, séc, giấy quấn thuốc lá, giấy lọc của máy hút
bụi, giấy mài mòn, giấy cứng briton, giấy vẽ bản đồ, giấy in các văn bằng.
- Xơ cấp S2, I, G, JK: làm vải không dệt.
c. Làm xơ dệt
d. Làm giấy thủ công
e. Làm đồ trang trí nội thất.

Ngành công nghiệp giấy : chiếm 70% tổng sử dụng xơ chuối

Sản xuất dây thừng và sợi dệt: chiếm 22% tổng sử dụng xơ chuối

13


Dệt may và hàng thủ công: chiếm 8% tổng sử dụng xơ chuối.

3. Tính chất xơ chuối và xơ cotton:
3.1. Tính chất xơ chuối:
a. Hình thái học và thành phần hóa học của xơ chuối:
Xơ chuối là xơ libe tự nhiên. Nó có tính chất vật lý và hoá học riêng, có nhiều
tính chất tốt làm cho xơ chuối được đánh giá là xơ có chất lượng tốt.
Vẻ ngoài của xơ chuối tương tự như xơ tre và xơ gai, nhưng độ mảnh và khả
năng kéo sợi của nó tốt hơn so với xơ tre và gai. Xơ chuối có vẻ ngoài hơi bóng
tuỳ thuộc vào quá trình tách xơ và kéo sợi.
Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật:
Bảng 3. Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật
Loại xơ Chiều dài
xơ (cm)
Đường
kính xơ

(mm)
Chiều dài
tế bào xơ
(mm)
Đường
kính tế
bào xơ
(µm)
Hình
dạng mặt
cắt ngang
của xơ
Chuối
0,01-0,28 3-12 6-46 Tròn/ bầu
dục
Xơ dài ≥ 200
Xơ trung
bình
100-200
Xơ ngắn 60-100

14

Xơ lanh
20-140 0,04-0,62 4-77 5-76 Đa giác
Gai
(ramie)
0,06-0,90 40-250 16-126 Lục giác/
bầu dục
Xơ rất dài ≥ 125

Xơ dài 100-125
Xơ trung
bình
80-100
Xơ ngắn 40-80
Cotton
Giống
kích thước
của tế bào
- 15-56 12-25 Tròn/Oval

Theo bảng số liệu trên, ta thấy xơ chuối nằm trong nhóm xơ dài nhất.
Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác:
Bảng 4. Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác
Tên xơ Xenlulo Hemi-
xenlulo
Pectin Lignin Khoáng Chất béo
Cotton 82,7-92 2-5,7 5,7 0,5-1 - 0,7
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 -

15

Xơ dừa

(trắng)
36,7 15,2 4,7 32,5 3,1 -
Chuối 70,2 21,7 0,6 5,6 1,6 0,2

- Chất béo: hầu hết chất béo được tìm thấy ở bề mặt xơ và có thể được tách
bằng dung môi benzen.
- Pectin: tồn tại dưới dạng tan được trong nước như canxi, magiê, muối sắt của
axit pectic. Những dạng khác của “pectin” là polyuronides mạch ngắn, dẫn
xuất từ axit galacturonic. Trong suốt quá trình ngâm sinh học, các hợp chất
này sẽ chuyển hóa thành axit acetic và axit butyric. Axit pectic cũng có thể
được loại bỏ khi đun sôi trong dung dịch kiềm 0,1 N, đun sôi trong dung dịch
axit hydrochloric 12%. Pectin bị phân hủy khi đun sôi trong dung dịch
ammonium axalate hoặc citrate và bị kết tủa với ion canxi.
- Hemixenlulo: phân tử hemixenlulo có mạch chính là homo- hoặc
heteroxylan- hoặc glucan, mạch nhánh là đơn chức hoặc di- , tri- hoặc là
tetrasaccharide, với thành phần chính là xylose, galactose, arabinofuranose,
và axit glucuronic, phần còn lại là este và liên kết ngang. Liên kết hydro với
xơ xenlulo khá bền vững nên ngay cả khi được chiết tách bằng kiềm thì chắc
chắn vẫn còn tồn tại một ít hemixenlulo trong xơ.
- Lignin: là chất dẫn xuất từ phenylpropane, mạch ngắn đẳng hướng và không
kết tinh. Lignin thường có ở lamen giữa của bó xơ, lõi gỗ, biểu bì và tế bào
vỏ của thân cây. Nó thường được tìm thấy ở thành tế bào cơ bản của xơ; bản
chất lignin của những phần khác nhau của cây có thể khác nhau. Lignin có
thể bị phân hủy bởi sodium chlorite.
b. Tính chất vật lý:
b.1. Cấu trúc xơ và tế bào cơ bản
Quan sát mặt cắt ngang của xơ chuối qua kính hiển vi, ta thấy xơ chuối có dạng
bó, gồm các hình đa giác của xơ cơ bản (có hoặc không có các góc được làm
tròn) hoặc hình bầu dục.

16

Nhìn dọc theo chiều dài bó xơ sẽ thấy một lớp lốm đốm phía ngoài, chính là silic
đioxit. Chất này sẽ còn lại sau khi đốt xơ.

Hình 3. Mặt cắt ngang –dọc xơ chuối
b.2. Độ trùng hợp:
Tính chất cơ học của xơ có mối liên hệ với độ trùng hợp trung bình. Độ trùng
hợp còn được dùng để đánh giá sự sụt giảm lượng xenlulo do sự phá hủy bởi
bức xạ, các tác nhân vật lý hay hóa học. Sau đây là độ trùng hợp xenlulo của
một số loại xơ thực vật:
Chuối : 1.990
Sisal : 2.160
Lanh : 2.390
Gai : 2.660
Cotton : 2.020
Đay : 1.920
Độ trùng hợp của xơ chuối gần tương đương với xơ cotton, thấp hơn so với lanh,
gai. Điều này cho thấy xơ chuối sẽ ít dòn, ít cứng hơn xơ gai, lanh nhưng đồng
thời độ bền cơ học của xơ chuối cũng sẽ thấp hơn so với xơ gai, lanh, và tương
đương với xơ cotton.




17

b.3. Trọng lượng riêng và độ xốp:
- Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng đúng:
Bảng 5. Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng

Loại xơ Độ xốp (%) Khối lượng riêng
biểu kiến (g/cc)
Khối lượng riên
đúng (g/cc)
Mesta 18 1,21 1,47
Aloe 21 1,17 1,47
Chuối 17-21 1,2—1,1 1,45-1,40
Sisal 17 1,2 1,45
Roselle 15 1,24 1,46
Đay 14-15 1,23 1,44
Sunn 12 1,35 1,53
Gai (ramie) 7,5 1,44 1,56
Lanh 10,7 1,38 1,54
Nguồn: Sinha M.K.,J. Text.Inst., 65(1), 27-33, 1974.
Xơ chuối có khối lượng riêng nhẹ hơn xơ gai và lanh. Độ xốp của xơ chuối cao
hơn xơ gai và xơ lanh nên tính cách nhiệt của xơ chuối sẽ cao hơn xơ libe gai và
lanh. Đây là điểm ưu việt hơn của xơ chuối so với xơ lanh và xơ gai.







18

b.4. Độ hút ẩm và độ trương nở:
- Độ hút ẩm:
Bảng 6. Độ hút ẩm của một số loại xơ
STT Loại xơ

Độ hút ẩm (%)
Điều kiện 65%, 70
0
F
1 Chuối 9,5
2 Sisal 11,0
3 Cotton 7-8
4 Đay 12
5 Kapok 10
6 Gai (ramie) 6
7 Len 12
8 Xơ dừa 10
Nguồn: Handbook of Fiber Chemistry
Độ hút ẩm của xơ chuối (9,5%) cao hơn xơ cotton, cho nên khả năng hút ẩm của
xơ chuối sẽ tốt hơn xơ cotton.
- Độ trương nở của xơ trong nước: khi xơ trương nở, chúng sẽ thay đổi kích
thước, trương nở theo hướng ngang và theo trục. Độ trương nở của xơ làm
cho vải ổn định kích thước. Khi xơ trương nở, các khe hở của vải dệt thoi sẽ
được lấp đầy. Độ trương nở là một yếu tố quan trọng đối với vải crêp (do sợi
bị tăng góc xoắn khi trương nở), với công đoạn sấy và công đoạn nhuộm.




19

Bảng 7. Độ trương nở của một số loại xơ
Độ trương nở theo phương
ngang (%)
Loại xơ

Theo đường
kính
Theo diện tích
bề mặt
Độ trương nở
theo trục (%)
Đ ộ trương nở
thể tích (%)
Cotton 20 40 12 -
Sisal - - - 39,5
Chuối - - - 42,2
Đay 20 40 0,37 44,3
Sunn - - - 45,4
Lanh - 47 0,1-0,2 29,5
Gai - - - 32,0
Nguồn: Harris M., Harris’s Handbook of Textile Fibers, Harris Res. Lab., Inc
Washington D.C 1954
Độ trương nở về thể tích của xơ chuối cao hơn hẳn so với xơ gai và lanh.
Độ trương nở của xơ có ảnh hưởng đến tốc độ nhuộm, xơ có độ trương nở càng
lớn thì tốc độ nhuộm càng nhanh. Do đó, dựa vào sự sánh thông số về độ trương
nở như trên, ta có thể rút ra nhận xét là thời gian nhuộm của xơ chuối sẽ ít hơn
so với nhuộm xơ gai, lanh trên cùng một màu.
b.5. Nhiệt dung riêng:
Bảng 8. Nhiệt dung riêng của một số loại xơ
STT Loại xơ Nhiệt dung riêng (cal/g/
0
C)
1 Cotton 0,292
2 Sisal 0,317

20

3 Chuối 0,322
4 Gai dầu 0,323
5 Đay 0,324
6 Lanh 0,322
7 Kapok 0,324
Nguồn: Harris M., Harris’s Handbook of Textile Fibers, Harris Res. Lab., Inc
Washington D.C 1954.
Theo bảng số liệu trêm, ta nhận thấy nhiệt dung riêng của các xơ gần như nhau.
c. Tính chất cơ học:
- Thông số cơ học của xơ chuối và một số loại xơ thực vật khác:
Bảng 9. Độ bền tương đối – Độ giãn của một loại xơ
Loại xơ Độ bền
tương đối
(g/dtex)
Độ kéo giãn
(%)
Công kéo
đứt
Lanh (tow) 5,1 2,8 0,070
Gai 6,1 3,6 0,103
Chuối 6,8 2,6 0,077
Sisal 48 1,9 0,0444
Dừa - 16 0,16
Nguồn: McGovern J.N., Fibers, Vegetable, In Polymers—Fibers and Textiles.
A Compendium, University of Wisconsin, Madison, WI, 1990.

21



Hình 4. Đường cong độ bền kéo giãn tương đối của các loại xơ
d. Tính chất hóa học:
d.1. Tác dụng của kiềm:
Khi được xử lý bằng kiềm xơ chuối cũng như các loại xơ libe khác sẽ bị trương
nở. Cấu trúc của xơ sẽ trở nên phức tạp hơn so với nếu xơ chỉ có một thành phần
xenlulo. Do các thành phần khác nhau trong xơ sẽ phản ứng với nhau theo tốc
độ và các cách khác nhau. Thành phần của xơ sẽ thay đổi tùy thuộc vào thời
gian xử lý như thế nào. Một phần hemi-xenlulo sẽ bị phân hủy; do đó mà các
liên kết hóa học bị bẽ gãy. Cấu trúc xơ sẽ mở để dung dịch kiềm thâm nhập vào
xơ sâu hơn.
- Sự ảnh hưởng của xơ khi được nấu kiềm (Nhiệt độ 95 độ C, thời gian 1-2h,
nồng độ NaOH 17,5%) lên độ kết tinh của các xơ libe, được thể hiện như
sau:


Độ bền kéo giãn tương đối (g/den)
Độ giãn
1. Nylon; 2. Polyester;
3. Lanh; 4. Chuối;
5. Cotton; 6. Henequen


22

Bảng 11. Độ ảnh hưởng của NaOH lên độ kết tinh của một số loại xơ
Loại xơ Độ kết tinh của
xơ thô (%)
Độ kết tinh của xơ

đã xử lý (%)
Chuối 52 62
Kenaf 47 62
Ramie 61 66
Nguồn: Handbook of fiber chemistry
Độ kết tinh tăng từ 5-15% do lượng mất đi của chất lignin trong xơ và
hemixenlulo trong quá trình xử lý kiềm.
Tỷ lệ phần kết tinh của sợi càng cao thì sợi sẽ hấp phụ thuốc nhuộm càng thấp.
Do vậy, dựa vào thí nghiệm ảnh hưởng của kiềm đến độ kết tinh của xơ chuối ta
có thể nghiên cứu nhuộm sử dụng lượng NaOH phù hợp để thuốc nhuộm có thể
hấp phụ vào xơ tốt nhất.
b. Tác dụng của axit:
Xơ bị trương nở trong dung dịch axit sunfuaric có nồng độ trên 50%; ở nồng độ
60%, thành phần xenlulo sẽ bị chia tách làm giảm khối lượng phân tử và bị phân
hủy. Tương tự, các axit vô cơ khác như HCl, HNO
3
, H
3
PO
4
cũng có thể làm xơ
bị trương nở và phân hủy ở nồng độ cao.
c. Tác dụng của chất oxy hóa (natri hypoclorit, hidro peoxit…):
Ở nồng độ thấp, chất oxy hóa có thể phá hủy màu tự nhiên.

Ở nồng độ cao, chất oxy hóa có thể phá hủy xơ.
3.2. Tính chất xơ cotton:
Chiều dài xơ: chiều dài xơ thay đổi theo nơi trồng trọt. Xơ càng dài, càng mịn
thì tính chất về độ đều, cường lực… càng tốt.
Bông chất lượng cao cấp (Florida, Ai Cập): 35 đến 60mm
Bông chất lượng tiêu chuẩn: 25 đến 35 mm

23

Bông chất lượng thấp (Ấn Độ, Trung Quốc): 15-20mm
Cấu trúc vật lý: mỗi xơ gồm một tế bào đơn kéo dài với các vòng xoắn ốc theo
quá trình phát triển.
a. Tính chất vật lý:
- Tỷ trọng: 1.54
- Hàm ẩm: 8.5%
- Độ bền đứt: 25-40 g/tex đối với xơ ( nửa giá trị này cho sợi)
- Độ giãn đứt: khô 6-8%, ướt 7-10%
b. Tính chất hóa học:
- Tác dụng của axit:
Axit vô cơ (axit sunfuaric, axit clohydric) kể cả loãng, trong điều kiện có nhiệt
độ đều phá hủy xenlulo. Tuy nhiên có thể dùng chúng ở nhiệt độ thấp nếu sau đó
giặt kỹ và trung hòa trước khi sấy khô vì các quá trình sấy có thể làm tăng nồng
độ dư lượng axit.
Axit hữu cơ dễ bay hơi (formic hay axetic) không gây ảnh hưởng có hại.
- Tác dụng của bazơ:
Dung dịch kiềm loãng không gây tác hại lên bông ngay cả ở nhiệt sôi. Trái lại
chúng chuyển hóa và hòa tan các tạp chất đi theo xenlulo.
Ở nồng độ và nhiệt độ cao, chất kiềm phá hủy bông nhanh.
- Tác dụng của chất oxi hóa:
Ở nồng độ thấp, chúng phá hủy màu tự nhiên hay màu dây bẩn trên bông.

Ở nồng độ cao, chúng phá hủy bông và tạo thành oxixenlulo.
4. Các loại sợi 100% chuối và sợi chuối pha với các loại xơ khác:
a. Sợi kéo theo phương pháp kéo sợi có cọc:
- Sợi chuối 100%: chi số 8-40 Ne
- Sợi chuối pha cotton chải kỹ 70/30: chi số 16-40 Ne
- Sợi chuối pha cotton chải kỹ 50/50: chi số 16-40 Ne

24

- Sợi chuối pha cotton chải kỹ 30/70: chi số 16-40 Ne
- Sợi chuối pha modal 70/30: chi số 16-40 Ne
- Sợi chuối pha tencel 70/30: chi số 16-40 Ne
- Sợi chuối pha soybean 50/50: chi số 16-40 Ne
b. Sợi kéo theo phương pháp kéo sợi không cọc:
- Sợi chuối 100%: chi số 8-21 Ne
- Sợi chuối pha cotton 70/30: chi số 16-30 Ne
- Sợi chuối pha cotton 50/50: chi số 16-30 Ne
- Sợi chuối pha cotton 30/70: chi số 16-30 Ne
- Sợi chuối pha modal 70/30: chi số 16-30 Ne
- Sợi chuối pha tencel 70/30: chi số 16-30 Ne
- Sợi chuối pha soybean 50/50: chi số 16-30 Ne
Sợi chuối có thể được kéo bằng phương pháp kéo sợi có cọc, open-end, bằng
dây chuyền kéo sợi cho xơ libe, dây chuyền kéo sợi nửa chải thô.
Trong đề tài, chúng tôi sử dụng sợi chuối pha cotton, tỉ lệ pha 55% chuối/ 45%
cotton. Sau đây là bảng chỉ tiêu kỹ thuật của sợi chuối/cotton đưa vào sản xuất:
Bảng 12. Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của sợi chuối/cotton đưa vào sản xuất:
TT

Chỉ tiêu
Phương pháp

thử
20/1 Ne 20/2 Ne
Độ nhỏ thực tế (Ne) 19.6 10.3
1 Độ nhỏ

Cv độ nhỏ (%)
ISO 2060-94
3.0 0.9
Trung bình (x/m) 653 250
2 Độ săn
Cv độ săn %
ISO 6061-95
9.2 8.1
Độ bền trung bình
(cN)
353.5 743.4
Cv độ bền (%) 11.4 9.8
Độ bền t. đối(cN/tex)

11.7 13.0
3
Độ bền
kéo đứt

Độ dãn đứt (%)
ISO 2062-95
3.5 3.2

25

So sánh với sợi cotton cùng chi số thì độ bền đứt tương đối của sợi chuối/cotton
là tương đương nhau. Tuy nhiên độ giãn đứt của sợi chuối/cotton thấp hơn hẳn
và chỉ bằng khoảng 1/2 so với độ giãn đứt của sợi cotton. Nhưng nếu so sánh với
sợi lanh, gai, hay sợi chuối 100% (những loại sợi này có độ giãn đứt chỉ khoảng
2-2.5%) thì độ giãn đứt của sợi chuối/cotton 3.5% đã có sự cải thiện đáng kể.
Khả năng dệt nhờ đó cũng sẽ tốt hơn.