Nghiên cứu kỹ thuật tạo màu bằng phương pháp tự nhuộm để nâng cao chất lượng tơ tằm Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN NGUYỄN TÚ UYÊN

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO MÀU BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TỰ NHUỘM ĐỂ NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG TƠ TẰM VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

Hà Nội2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN NGUYỄN TÚ UYÊN

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO MÀU BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TỰ NHUỘM ĐỂ NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG TƠ TẰM VIỆT NAM

Ngành: Công nghệ Dệt, May
Mã số: 9540204

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. HOÀNG THANHTHẢO

2. PGS. TS. BÙI MAIH Ư Ơ N G

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả dưới sự hướng
dẫn của TS. Hoàng Thanh Thảo và PGS.TS. Bùi Mai Hương. Các kết quả trong
luận án được thu thập từ nghiên cứu thực tế, trung thực và chưa từng được công bố
trong các cơng trình nghiên cứu của các tác giả khác.

Tập thể hướng dẫn khoa học Tác giả luận án

TS. Hoàng Thanh Thảo PGS.TS. Bùi Mai Hương Trần Nguyễn Tú Uyên

1

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin được gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến
TS. Hoàng Thanh Thảo và PGS.TS. Bùi Mai Hương, những Giáo viên hướng dẫn
đã giúp định hướng, hết lòng quan tâm và dìu dắt tơi trong suốt q trình nghiên
cứu cũng như thực hiện luận án này. Sự tận tâm và động viên của hai Cô là nguồn
động lực to lớn giúp tôi vượt qua được những giai đoạn khó khăn trên con đường
khám phá tri thức và từng bước hồn thiện bảnthân.
Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo thuộc Khoa Dệt may - Da giầy và
Thời trang, Trường Vật liệu, Ban đào tạo - Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Tôi cũng xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM, Trung tâm công nghệ
sinh học TP. HCM, Trung tâm phân tích thí nghiệm–Sở Khoa học và Công nghệ
TP. HCM, Trung tâm nghiên cứu Dâu Tằm Tơ Trung ương, Công ty TNHH Xe tơ
Dệt lụa Hà Bảo, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã hỗ trợ tơi thực hiện một số

thử nghiệm và phân tích trong luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Khoa Công nghệ may–Thời trang
thuộc Trường Đại học Công nghiệp TP. HCM đã tạo điều kiện cho tơi được học tập
và nghiên cứu trong q trình cơng tác tại cơ quan.
Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn Ba Mẹ, Anh Chị, Gia đình nhỏ của mình cùng
những người thân yêu nhất đã luôn ủng hộ và động viên tôi không ngừng nghỉ, là
điểm tựa vững chắc nhất về tinh thần giúp tôi yên tâm trên con đường học tập và
nghiên cứu để hoàn thành luận án này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 3 năm 2024
Tác giả

Trần Nguyễn Tú Uyên

MỤC LỤC

LỜICAMĐOAN................................................................................................... i
LỜICẢMƠN........................................................................................................ ii
MỤCLỤC........................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮVIẾTTẮT..........................................vi
DANH MỤCCÁCBẢNG.................................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ,ĐỒTHỊ..............................................................ix
MỞĐẦU............................................................................................................... 1

1. Lý do chọnđềtài............................................................................................1
2. Mục tiêunghiêncứu.......................................................................................4
3. Đối tượng và phạm vinghiêncứu...................................................................4
4. Nội dung và phương phápnghiêncứu............................................................5
5. Ý nghĩa khoa học củaluậnán.........................................................................5

6. Giá trị thực tiễn củaluậnán............................................................................6
7. Điểm mới củaluận án....................................................................................6
8. Bố cục củaluậnán..........................................................................................6
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨUTỔNGQUAN.......................................................8
1.1. Tổng quan về tơtằm....................................................................................8

1.1.1. Sinh họccontằm.....................................................................................8
1.1.2. Quy trình sản xuất kén tơ tạiViệtNam.................................................10
1.1.3. Cấu trúc hình thái củatơtằm................................................................13
1.1.4. Cấu trúc hố học củatơtằm..................................................................17
1.1.5. Tính chất củatơ tằm.............................................................................18
1.1.6. Ứng dụng của tơ tằm...........................................................................19
1.2. Tổng quan về phương pháp tạo màu tự nhuộm chotơtằm..........................21
1.2.1. Khái niệm phương pháp tạo màu tự nhuộm chotơtằm........................22
1.2.2. Phương pháp bổ sung chất màu vào thức ăn cho con tằm để tạo kén
tơtựnhuộm......................................................................................................... 22
1.2.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến phương pháptựnhuộm..........................23
1.2.4. Ảnh hưởng của phương pháp tự nhuộm đếncontằm............................25
1.2.5. Ảnh hưởng của phương pháp tự nhuộm đếnkéntơ..............................25
1.2.6. Tình hình nghiên cứu trong nước về phương pháp tạo màu tự
nhuộmtơtằm...................................................................................................... 27
1.3. Tổng quan về xử lý chuộitơ tằm................................................................27
1.3.1. Khái niệm xử lý chuộitơtằm................................................................27
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chuộitơtằm..................................28

1.3.3. Ảnh hưởng của xử lý chuội đếntơtằm.................................................29
1.4. Kết luận tổng quan và hướng nghiên cứu củaluậnán.................................31

1.4.1. Kết luậntổngquan................................................................................31
1.4.2. Hướng nghiên cứu củaluậnán..............................................................32

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊNCỨU........................................................................................................ 35
2.1. Đối tượngnghiêncứu..................................................................................35
2.1.1. Nguyênvậtliệu.....................................................................................35
2.1.2. Hoáchất...............................................................................................35
2.1.3. Dụng cụ vàthiếtbị................................................................................36
2.2. Nội dungnghiên cứu..................................................................................36
2.2.1. Nghiên cứu phương pháp tạo màu tự nhuộm chotơtằm......................36
2.2.2. Nghiên cứu cấu trúc hình thái và tính chất tơ tằmtự nhuộm.................36
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý chuội đến tơ tằmtựnhuộm...............36
2.2.4. Nghiên cứu tiềm năng ứng dụng tơ tằm tự nhuộm trong dệt may
vàthờitrang......................................................................................................... 37
2.3. Phương phápnghiêncứu.............................................................................37
2.3.1. Nghiên cứulýthuyết.............................................................................37
2.3.2. Phương phápthựcnghiệm....................................................................37
2.3.3. Phương pháp phân tích cấu trúc và xác định tính chấtvậtliệu..............42
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀBÀNLUẬN..........................................................49
3.1. Kết quả nghiên cứu phương pháp tạo màu tự nhuộmtơtằm.......................49
3.1.1. Hiệu quả của phương pháp tạo màu tự nhuộm trên giống tằm nuôi
tạiViệtNam........................................................................................................ 49
3.1.2. Ảnh hưởng của loại chất màu đến phương pháp tự nhuộmtơ tằm........51
3.1.3. Ảnh hưởng của thời gian cho ăn chất màu đến phương pháp tự
nhuộmtơtằm...................................................................................................... 56
3.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất màu đến phương pháp tự nhuộm

tơtằm60
3.1.5. Hiệu suất của phương pháp tự nhuộm đối vớitơ thô............................62
3.1.6. Đề xuất quy trình tạo kén màu bằng phương pháp tự nhuộmtơtằm.....64
3.2.Kết quả nghiên cứu đặc trưng của kén và tơ tự nhuộm bằng RhodamineB66
3.2.1. Đặc trưng của kén tằm tự nhuộmRhodamineB....................................66

3.2.2. Đặc trưng của tơ tự nhuộmRhodamineB.............................................69
3.2.3. Đề xuất cơ chế liên kết của chất màu Rhodamine B và tơ tằm trong
tơtựnhuộm......................................................................................................... 78

3.3. Kết quả nghiên cứu xử lý chuội tơ tự nhuộmRhodamineB.........................81
3.3.1. Ảnh hưởng của quá trình xử lý chuội đến màu sắc của tơ tự

nhuộmRhodamineB........................................................................................... 81
3.3.2. Ảnh hưởngcủaxửlýchuộiđếncấutrúctơtựnhuộmRhodamineB.90
3.3.3. Ảnh hưởng của xử lý chuội đến hiệusuấtnhuộm..................................96

3.4. Kết quả nghiên cứu ứng dụng tơtự nhuộm.................................................97
3.4.1. Ứng dụng tơ tự nhuộm dệt vải lụatơtằm.............................................97
3.4.2. Ứng dụng vải lụa tơ tự nhuộm vào sản phẩmmaymặc.........................98

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNGNGHIÊN CỨU......................................................107
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦALUẬNÁN............109
TÀI LIỆUTHAMKHẢO.................................................................................110
PHỤLỤC1............................................................................................................ 1
PHỤLỤC2............................................................................................................ 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AC : Acid red 88
B. mori : Giống tằmBombyx mori
BS : Basic Red 13
BW : Brazilwood/Caesalpinia sappan
C : Carbon
CAS :Chemical Abstracts ServiceSố định danh hoá chất
CM : Curcumin

DTG :Difference Thermo Gravimetry– Nhiệt lượng vi phân

ISA :International Silk Association– Hiệp hội tơ tằm quốc

tế

EDS/EDX :Energy Dispersive X-ray Spectroscopy– Phổ tán sắc
FTIR năng lượng tia X
IC/IEC
:Fourier-Transform Infrared Spectroscopy– Phổ
hồng ngoại biến đổi Fourier

:Ion Exchange chromatography– Phương pháp sắc ký
trao đổi ion

LQ2 : Tằm kén trắng giống Lưỡng Quảng số 2
MPa : Mega PascalĐơn vị đo áp suất
MS : Xà phòng Marseill
N : Nitơ
O : Oxy
ppm : Parts per millions1 ppm =1 mg/kg
RhB : Rhodamine B
RhB-1500 : Rhodamine B nồng độ 1500 ppm
SEM :Scanning Electron Microscope – Kính hiển viđiệntử
quét

TG :ThermogravimetryNhiệt trọng trường

TGA :Thermal gravimetric analysis– Phương pháp phân
tích nhiệt trọng lượng

TT - Chuội : Tơ trắng chuội
TT - Thô : Tơ trắng thô
TTN-RhB : Tơ tự nhuộm Rhodamine B
TTN-RhB- Chuội : Tơ tự nhuộm Rhodamine B chuội
TTN-RhB- Thô : Tơ tự nhuộm Rhodamine B thô
TTN-RhB- C AS : Tơ tự nhuộm Rhodamine B chuội áp suất
TTN-RhB- C EZ : Tơ tự nhuộm Rhodamine B chuội enzyme
TTN-RhB- C MS : Tơ tự nhuộm Rhodamine B chuội xà phòng
Marseille
TTN-RhB- C Na2CO3 : Tơ tự nhuộm Rhodamine B chuội Na2CO3
UPLC :Ultra Performance Liquid Chromatography –Sắcký
lỏng siêu cao áp

VR : Kén vàng ré
XRD :X-Ray Difraction –Nhiễu xạ tia X

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. 1 Thời gian sinh trưởng của tằm dâulưỡnghệ.................................................9
Bảng 1. 2 Các loại cấu trúc thứ cấp của tơ tằm và bước sóng hấp thụ quang phổ
hồng ngoạicủachúng.................................................................................................15
Bảng 2. 1 Thơng tin các loại hoá chất sử dụng trongluậnán......................................35
Bảng 2. 2 Các azo amine độc hại theo tiêuchuẩnISO-14362-1:2017.........................46
Bảng 3. 1 Thông số kỹ thuật phương pháp tự nhuộmtơtằm......................................49
Bảng 3. 2Tỷlệ sống và tạo kén của tằm sau khi ăn bổ sung các loại chất màu khác
nhau......................................................................................................................... 52
Bảng 3. 3 Hiệu quả tạo màu cho kén của các loại thuốc nhuộmkhácnhau................53
Bảng 3. 4 Chỉ số L*,a*,b* và ∆E trước và sau chuội của các mẫu tơtựnhuộm.........54
Bảng 3. 5 Tỷ lệ tằm sống và tạo kén khi thử nghiệm ở các độ tuổikhácnhau............58
Bảng 3. 6 Tỷ lệ tằm sống và tạo kén khi thử nghiệm ở các nồng độkhácnhau..........60

Bảng 3. 7 Thông số kỹ thuật và kết quả của phương pháp tạo màu tự nhuộm tơ
tằm64Bảng 3. 8 Thành phần acid amine của tơ tự nhuộm RhB và tơ trắngđốichứng
................................................................................................................................. 74
Bảng 3. 9 Kết quả xác định độ bền màu của tơ tằm tựnhuộmRhB............................75
Bảng 3. 10 Kết quả xác định hàm lượng azo amine thơm và muối arylamine trong
tơ tằm tự nhuộmvớiRhB...........................................................................................77
Bảng 3. 11 Hiệu suất của phương pháp tạo màu tự nhuộmtơtằm.............................96
Bảng 3. 12 Thông số kỹ thuật vải tơ tằmtự nhuộm...................................................98
Bảng 3. 13 Kết quả hệ số mềm rũ của vải tơ tằm tự nhuộm trước vàsauchuội........101

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1. 1 Vịng đời củaconngài..................................................................................8
Hình 1. 2 Cấu trúckéntằm..........................................................................................9
Hình 1. 3 Đặc trưng tuyến tơcủatằm........................................................................10
Hình 1. 4 Quy trình sản xuấtkéntơ...........................................................................10
Hình 1. 5 Cấu trúc và hình tháitơtằm.......................................................................14
Hình 1. 6 Các dạng vi cấu trúc của proteintơtằm.....................................................14
Hình 1. 7 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của một số loạitơtằm................................16
Hình 1. 8 Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) của một số loạitơtằm...........16
Hình 1. 9 Cấu trúc sơ cấp củatơtằm.........................................................................17
Hình 1. 10 Con tằm, kén, tơ từ phương pháptự nhuộm.............................................22
Hình 1. 11 Tuyến tơ và kén của con tằm đã ănchất màu...........................................24
Hình 1. 12 Sự sinh trưởng của tằm sau khi ăn bổ sungchấtmàu................................25
Hình 1. 13 Kén tằm có màu từ phương pháptựnhuộm.............................................26
Hình 1. 14 Hình thái và tính chất của tơ tự nhuộm trước vàsauchuội.......................26
Hình 1. 15 Phổ hồng ngoại FT-IR (a) và nhiễu xạ tia X (b) của tơ trước và sau
chuội bằng các phương phápkhácnhau.....................................................................30
Hình 1. 16 Sự giảm cường độ màu sắc của tơ kén tự nhuộmsauchuội......................31
Hình 2.1Quytrình nghiên cứu xác định thơng số kỹ thuật của phương pháp tự

nhuộm...................................................................................................................... 37
Hình 2.2 Quy trình thực nghiệm tạo kén tơtựnhuộm................................................40
Hình 2.3 Sơ đồ nội dung nghiên cứu chuội tơtựnhuộm............................................40
Hình 2.4 Quy trình nghiên cứu tiềm năng ứng dụng tơ tự nhuộm trongDệtmay......42
Hình 2.5 Quy trình nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và tính chất tơtựnhuộm..............42
Hình 3. 1 Con tằm sau 1 ngày ăn bổ sung chấtmàuRhB...........................................49
Hình 3. 2 Ngoại quan bề mặt của kén màu tự nhuộm và kénđốichứng.....................50
Hình 3. 3 Hình kính hiển vi soi nổi sợi tơ trên bềnmặtkén.......................................51
Hình 3. 4 Các độ tuổicủatằm....................................................................................57
Hình 3. 5 Tằm ăn chất màu RhB ở các giai đoạn tuổikhácnhau................................57
Hình 3. 6 Cường độ màu sắc của tơ tự nhuộm ở các tuổi tằmkhácnhau...................59
Hình 3. 7 Tằm chết trong quá trìnhtạokén................................................................61

Hình 3. 8 Phổ hấp thụ K/S của mẫu tơ tự nhuộm RhB ở các nồng độkhácnhau.......62
Hình 3. 9 Con tằm ni áp dụng phương pháp tự nhuộm và tằmđốichứng...............62
Hình 3. 10 Phổ sắc ký UPLC của tơ tự nhuộm RhB nồng độ1500ppm....................63
Hình 3. 11 Sơ đồ quy trình tạo kén tơ màu bằng phương pháptựnhuộm..................64
Hình 3. 12 Đề xuất sơ đồ quy trình phương pháp tự nhuộmtơtằm...........................65
Hình 3. 13 Cấu trúc bề mặt kén tằm tự nhuộm RhB và kénđốichứng.......................66
Hình 3. 14 Kết quả EDX của kén tự nhuộm RhB và kén trắngđốichứng..................67
Hình 3. 15 Biểu đồ khối lượng và chiều dài tơcủakén..............................................68
Hình 3. 16 Ảnh SEM của tơ trắng và tơ tựnhuộmRhB.............................................69
Hình 3. 17 Phổ FT-IR của chất màu RhB và các mẫutơtằm.....................................70
Hình 3. 18 Giản đồ XRD và độ bền của tơ tự nhuộm RhB và tơtrắngthơ.................71
Hình 3. 19 Biểu đồ phân tích nhiệt trọng lượng TGA của TTN-RhB vàTTthơ........73
Hình 3. 20 Kết quả phân tích EDX của tơ tự nhuộm RhB vàtơ trắng........................74
Hình 3. 21 Cấu trúc hố học của Rhodamine B ở các điều kiệnkhácnhau................78
Hình 3. 22 Đề xuất cơ chế liên kết của chất màu Rhodamine B vớitơ tằm................79
Hình 3. 23 Biểu đồ tỷ lệ giảm trọng (a) và cường độ màu (b) của TTN-RhB
sauchuộibằng Na2CO3....................................................................................................................................................82

Hình 3. 24 Hình ảnh ngoại quan và SEM của các mẫu TTN-RhB chuội
bằngNa2CO3ở các thông số nồng độ và thời giankhácnhau.......................................83
Hình 3. 25 Tỷ lệ giảm trọng và cường độ màu của TTN-RhB sau chuội bằng xà
phòng Marseille (MS). a)Tỷlệ giảm trọng; b) Cường độmàuK/S.............................84
Hình 3. 26 Hình ảnh ngoại quan và SEM của các mẫu TTN-RhB chuội bằng xà
phịng Marseille ở các thơng số nồng độ và thời giankhácnhau................................84
Hình 3. 27 Tỷ lệ giảm trọng của tơ tự nhuộm sau chuộibằngenzyme.......................85
Hình 3. 28 Biểu đồ K/S của mẫu chuội enzyme với thơng số kỹ thuậtkhácnhau......86
Hình 3. 29 Hình SEM của TTN-RhB chuộibằngenzyme..........................................87
Hình 3. 30 Biểu đồ giảm trọng và cường độ màu của tơ sau chuội ápsuấtcao..........88
Hình 3. 31 Ảnh SEM tơ tự nhuộm chuội bằng nước nóng ápsuấtcao.......................89
Hình 3. 32 Tơ tự nhuộm trước và sau chuội bằng các phương phápkhácnhau..........90
Hình 3. 33 Ảnh SEM các mẫu tơ trước và sau chuội bằng áp suất120 phút..............90
Hình 3. 34 Kết quả EDX của các mẫu tơ trước vàsauchuội......................................92

Hình 3. 35 Giản đồ TG (a) và DTA (b) của các mẫu tơ thô và tơ chuội bằng các
phương phápkhácnhau.............................................................................................93
Hình 3. 36 Phổ FT-IR của TTN-RhB trước và sau khi chuội bằng các phương pháp
khácnhau.................................................................................................................. 93
Hình 3. 37 Giản đồ phổ XRD của các mẫu tơ trước và sau chuội bằng các phương
phápkhácnhau........................................................................................................... 94
Hình 3. 38 Mơ tả hình thái tơ tự nhuộm RhB trước vàsauchuội...............................95
Hình 3. 39 Phổ sắc ký UPLC tơ chuội bằng các phương phápkhácnhau..................96
Hình3.40Quytrìnhsảnxuấtvảilụa tự nhuộmtạicơng tyXetơDệtlụa HàBảo.98
Hình 3. 41 Vải lụa tơ tằm tự nhuộm RhB trước vàsauchuội.....................................99
Độ bền và giãn đứt của vải tơ tằm tự nhuộm RhB trước vàsauchuội......................100
Hình 3. 42 Độ bền và giãn đứt của vải tơ tằm tự nhuộm RhB trước vàsauchuội......99
Hình 3. 43 Hình SEM vải lụa tơ tằm tự nhuộm RhB trước vàsauchuội..................100
Hình 3. 44 Khả năng tạo hình bóng cho trang phụccủa vải.....................................102
Hình 3. 45 a) Tỷ lệ cơ thể trẻ 3-5 tuổi; b) Đầm trẻ em dáng chữ A; c) Đầm trẻ em

tùngváyxịe............................................................................................................. 103
Hình 3. 46 Phác thảo hình bóng và thiết kế của các mẫu đầmtrẻem.......................104
Hình 3. 47 Sản phẩm đầm trẻ em sử dụng vải tơ tự nhuộmRhBthô........................105

1. Lýdo chọn đềtài MỞ ĐẦU

Tơ tằm là một loại sợi protein có nguồn gốc tự
nhiên do con tằm nhả ra trong quá trình tạo kén.
Đây là một vật liệu q có đặc tính tốt được sử
dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nổi bật nhất
là sử dụng trong dệt may từ khoảng hơn 5000 năm
trước đến nay [1]. Để tăng tính thẩm mỹ, vải tơ
tằm thường được tạo màu sắc hoặc hoa văn bằng
nhiều phương pháp như nhuộm hoặc in, trong đó
nhuộm được sử dụng phổ biến nhất. Hơn 90 % tơ
sản xuất thương mại được lấy từ kén của họ
bướmBombyx mori, chúng thuộc loài cơn trùng có
vòng đời kéo dài khoảng 2326 ngày và trải qua
nhiều giai đoạn biến đổi về hình thái đó là trứng-
con tằm-con nhộng (kén)-con ngài (bướm đêm).
Trứng của cúng sẽ nở thành con tằm, thức ăn
chính của chúng ở giai đoạn con tằm là lá của cây
dâu tằm (mullberry), kết thúc giai đoạn này chúng
nhả tơ tạo kén, đây cũng là nguyên liệu chính cho
ngành tơ lụa. Để thu được sợi tơ thô, kén tằm
được thu hoạch và ươm (nấu trong nước ở khoảng
90 ºC), sau đó guồng lại thành các bó sợi thơ.
Ngoài tằm dâu (con tằm ăn lá dâu), có một số loại
tằm ăn lá khác như lá sắn, lá thầu dầu cũng được
thương mại hoá.Tuynhiên, cũng như đa số các vật

liệu dệt khác, tơ tự nhiên không đa dạng về màu
sắc, hầu hết các loại tơ đều có các màu cơ bản như
trắng ngà, vàng, nâu [2]; do đó nhu cầu hồn tất
tạo màu cho các loại sợi, vải nói chung và tơ tằm
nói riêng là rấtcao.

Hoàn tất tạo màu cho vật liệu dệt là quy trình xử
lý giúp vật liệu dệt có đa dạng các màu sắc theo
yêu cầu của nhà sản xuất, tăng tính thẩm mỹ của
sản phẩm dệt để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng. Có
nhiều phương pháp tạo màu, mỗi phương pháp
mang lại các hiệu ứng tạo màu khác nhau. Trong
đó, in và vẽ là quy trình xử lý tạo hoa văn, nhuộm
là quy trình xử lý tạo một màu đồng nhất hoặc
mảng màu cho sản phẩm và cũng là phương pháp
được sử dụng phổ biến trong sản xuất vật liệu dệt.
Về bản chất, quá trình nhuộm bao gồm sự khuếch
tán thuốc nhuộm vào pha lỏng, tiếp theo là hấp
phụ lên bề mặt ngoài của sợi, và cuối cùng là
khuếch tán và hấp phụ trên bề mặt bên trong của
các sợi vật liệu dệt để tạo ra màu sắc và đạt các

1

chỉ tiêu kỹ thuật theo cứu và ứng dụng như dùng các loại hố chất có
u cầu của người sử nguồn gốc tự nhiên, đa dạng nhất là chiết xuất từ
dụng; vì vậy quy thực vật. Tuy nhiên, phương pháp nhuộmnàyvẫn
trình nhuộm phổ biến là quy trình xửl ý
hiện nay là xử lý ướt,
được thiết kế để xử lý 2

một nhóm vật liệu dệt
nhất định, ví dụ như
sợi và vải, theo quy
trình khơng liên tục
(theo đợt) hoặc liên
tục. Theo đó, các nhà
cung cấp thuốc
nhuộm và chất phụ
trợ tạo thành các
nhóm hóa chất đã
được tối ưu hóa để
ứng dụng cho từng
loại chất liệu nhất
định (nguyên bản
hoặc pha trộn), nhằm
mục đích tạo được
chất lượng tối ưu cho
sản phẩm dệt. Các
công nghệ nhuộm ướt
phổ biến được biết
đến là nhuộm tận
trích, nhuộm ngấm
ép; ngồi thuốc
nhuộm thì cần sử
dụng nhiều loại hoá
chất khác để tăng
hiệu quả nhuộm và
độ bền màu, đồng
thời sử dụng nhiệt
lượng và xả nước

thải. Điều này dẫn
đến một số tác hại
cho nguồn tài nguyên
nước và tác động tiêu
cực đến môi trường
nếu không xử lý tốt
nước thải và các hố
chất tồn dư [3]. Vì
vậy, có nhiều phương
pháp tạo màu thân
thiện đã được nghiên

ướt; bên cạnh đó, thuốc nhuộm tự nhiên có một số nhược điểm như màu sắc không
ổn định, độ bền màu kém vì vậy thường sử dụng thêm chất gắn màu kim loại cực
độc để tăng độ bền màu nên tăng gây hại cho mơi trường khi thải rangồi [4], [5].
Cơng nghệ nhuộm khí (Air dye) và cơng nghệ nhuộm bằng CO2siêu tới hạn cũng là
các phương pháp hiện đại được nghiên cứu và ứng dụng thờigian gần đây, tuy nhiên
chỉ áp dụng được cho các vật liệu tổng hợp. CO2siêu tớihạn cũng có thể nhuộm lụa
nhưng cần sử dụng loại thuốc nhuộm được nghiên cứu riêng, đồng thời quy trình này
tiêu tốn lượng lớn hố chất bao gồm thuốc nhuộm và các hố chất phụ trợ, kèm theo
đó là thời gian xử lý khá lâu và tiêu hao năng lượng để cô đặc dung dịch nhuộm
cũng như hệ thống máy móc u cầu chi phí cao [6]. Vì vậy, nghiên cứu cải thiện
những ảnh hưởng tiêu cực của quy trình nhuộm trong dệt may như tiêu hao tài
nguyên nước hay xả thải là cấp thiết và được quantâm.

Đối với xử lý vật liệu dệt nói chung, giảm thiểu lượng nước sử dụng đồng thời hạn

chế xả thải trong dệt nhuộm cũng là mục tiêu của nhiều nghiên cứu gần đây. Công

nghệ tự nhuộm (self-dye) được biết đến như một khả năng tự tạo màu sắc của chính

vật liệu đó. Phổ biến nhất và đã được thương mại hoá là vật liệu bông (cotton) tự

nhuộm hay cây bông đã được biến đổi gen để tạo ra xơ bơng có màu sắc. Tương tự

như vậy, tạo màu cho tơ tằm bằng công nghệ tự nhuộm (self- dye silk) cũng đã được

nghiên cứu dựa trên hai phương pháp, đó là phương pháp biến đổi gen con tằm và

phương pháp bổ sung chất màu vào thức ăn cho tằm. Trong đó, đơn giản và dễ thực

hiện hơn là phương pháp tạo màu tự nhuộm cho tơ tằm bằng cách bổ sung chất màu

vào thức ăn cho con tằm. Theo phương pháp này, chất màu được pha trộn trực tiếp

vào thức ăn tổng hợp dạng bột cho con tằm, hoặc pha theotỷlệ nhất định và phun xịt

vào lá dâu trước khi cho tằm ăn; ngồi ra khơng dùng nước trong bất cứ cơng đoạn

nào khác [710]. Trong các nghiên cứu trước đây về phương pháp này, sự hấp thụ

thuốc nhuộm azo (Brilliant yellow, Congo Red, Acid Orange G, Acid Orange II,

Mordant Black 17, Direct Acid Fast Red, và Sudan III) vào các tuyến tơ để sản xuất

tơ tự nhuộm và định lượng của những thuốc nhuộm này trong sericin và fibroin đã

được báo cáo và thảo luận. Ngoài các thuốc nhuộm đã đề cập, sự hấp thụ, phân phối

và đào thải các chất hoá học nhân tạo huỳnh quang (Rhodamine 101, Rhodamine

110, Rhodamine 116, Rhodamine 123, Rhodamine 6G, Rhodamine B, Rhodamine B

octadecyl ester, sulforhodamine 101, acridine orange, và fluorescein sodium) vào

tuyến tơ cũng đã được quan sát [9]. Các kết luận cũng đã báo cáo các tính chất của

thuốc nhuộm cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp tạo màu

này. Hơn nữa, báo cáo về việc sản xuất kén màu bằng cách cho tằm ăn thức ăn nhân

tạo với các loại chất màu khác nhau (Rhodamine, N-Blue, Neutral red, và Thionin)

đã được nghiên cứu một cách tổng quan về khả năng rối loạn sinh lý, thay đổi màu

sắc cơ thể của con tằm, và những ảnh hưởng khác đến chúng khi được nuôi bằng chế

độ ăn thức ăn nhân tạo pha với chất màu [8]. Đối với các ứng dụng dệt may cụ thể,

vải tơ tằm tự nhuộm được mô tả là sản phẩm từ phương pháp tạo màu “xanh và bền

vững”, giới thiệu tại thị trường Ấn Độ từ năm 2014 [10]. Các đặc tính cho các ứng

dụng dệt may của vải làm từ tơ tự nhuộm cũng đã được nghiên cứu, bao gồm khối

lượng vải, mật độ vải, chi số sợi,

hệsốđiềnđầy,độuốn,độsăncủasợi,bềnkéo,bềnđứt,độgiãndài,độbềnxé,

góc hồi nhàu, độ cứng, độ dài uốn, độ cứng uốn, khả năng chống mài mòn, chống thấm

nước, độ thấm khí, độdàycủa vải, độ bền màu khi giặt, mồ hơi và ánh sáng. Ngoài ra,
như một giải pháp thay thế xanh hơn cho quy trình xử lý tạo màu và chức năng hóa của
tơ, nhiều nghiên cứu khoa học khác nhau về biến đổi chế độ ăn của tằm nhưu bổ sung
một số loại hố chất, vật liệu (ví dụ: carbon nanotube thành đơn, vật liệu nano dựa trên
carbon, hạt nano kim loại và oxit kim loại, v.v…) để chế tạo các sợi tơ tằm tự biến đổi
cho nhiều ứng dụng (gia tăng độ bền, làm vật liệu ứng dụng y sinh như chỉ khâu phẫu
thuật, v.v…) với các tính chất cơ học và nhiệt được cải thiện, và các chức năng cải tiến
trong khi các đặc tính tơ nội tại cũng được duy trì [11–13]. Các phương pháp tự biến tính
này đã tạo ra các sợi tơ đa dạng về chức năng và hiệu suất cao về mặt thẩm mỹ và mở
rộng các ứng dụng của tơ. Do đó, tơ tự biến tính nói chung và tơ tự nhuộm màu nói riêng
mang tiềm năng ứng dụng cao ở nhiều mặt (thời trang, y tế, và các mục đíchkỹthuật
khác) và có thể đáp ứng xu hướng phát triển bền vững hiện nay. Tuy nhiên, các nghiên
cứu liên quan đến phương pháp tự nhuộm tơ tằm chưa báo cáo cụ thể về quy trình tự
nhuộm cũng như ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật đến hiệu quả của phương pháp
này. Thêm vào đó, hình thái vi cấu trúc và các đặc tính polymer khác như cấu trúc tinh
thể, độ bền, độ ổn định nhiệt, hình thái sợi, sự thay đổi thành phần acid amine, cũng như
nghiên cứu nó trong một ứng dụng cụ thể, đặc biệt là trong ngành dệt may và thời trang
hiện nay vẫn chưa được nghiên cứu chuyênsâu.

Trên thực tế, tơ lụa là sản phẩm có giá trị cao, tuy nhiên sản lượng thấp vì chỉ một số
địa phương có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng phù hợp mới có thể trồng dâu ni tằm
sản xuất kén tơ. Theo báo cáo tại hội nghị “Phát triển bền vững ngành dâu tằm tơ
Việt Nam” của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (ngày 2/12/2023), dâu tằm
là nghề truyền thống tại Việt Nam và đang có sự phát triển với tốc độ cao, đứng thứ
5 thế giới sau Trung Quốc, Ấn Độ, Uzbekistan và Thái Lan, tập trung lớn nhất vùng
Tây Nguyên với 77% diện tích của cả nước. Sản xuất tơ lụa được coi là một công cụ
quan trọng cho nền kinh tế và sự phát triển của đất nước vì đây là ngành sử dụng
nhiều lao động và tạo thu nhập cao cũng như các sản phẩm có giá trị gia tăng có tầm
quan trọng về mặt kinh tế. Cũng theo báo cáo trên, người trồng dâu ni tằm có thu
nhập cao gấp 2 đến 3 lần so với các cây trồng khác như lúa, chè, mía, vìvậyđã có các

chính sách khuyến khích nhiều người tham gia trồng dâu nuôi tằm, đây cũng là một
phương tiện để giải quyết các vấn đề việc làm cho lao động những vùng này. Như
vậy, ngành trông dâu nuôi tằm tại Việt Nam đang nhận được nhiều sự quan tâm
những năm gần đây, đồng thời có những định hướng phát triển mạnh và ổn định, bền
vững hơn nhằm thúc đẩy phát triển về kinh tế, tăng giá trị thương mại cũng như giá
trị văn hoá của tơ lụa Việt Nam.

Vì những lý do trên, luận án “Nghiên cứu kỹ thuật tạo màu bằng phương
pháp tự nhuộm để nâng cao chất lượng tơ tằm Việt Nam” tập trung xây dựng
quy trình cơng nghệ tự nhuộm tơ tằm, dựa trên phương pháp bổ sung chất màu
vào lá dâu cho tằm ăn để tạo ra được kén và tơ có màu sắc. Đồng thời, các yếu tố
ảnh hưởng đến quá trình tự nhuộm tơ tằm, hiệu suất nhuộm, hình thái, vi cấu trúc
và các tính chất của tơ tự nhuộm cũng như khả năng ứng dụng của nó vào thực tế
dệt may sẽ được tập trung nghiên cứu và trình bày trong luận án. Phương pháp tự

nhuộm được kỳ vọng có thể góp phần làm giảm các vấn đề môi trường do ngành dệt
nhuộm gây ra bằng cách giảm thiểu lượng nước và năng lượng tiêu thụ, hạn chế xả thải,
tinh gọn quy trình và giảm chi phí sản xuất, đáp ứng được xu hướng và yêu cầu về sản
phẩm thân thiện môi trường hoặc quy trình sản xuất xanh và bền vững hơn. Từ đó, giúp
tăng thêm giá trị và chất lượng cho sản phẩm tơ tằm Việt Nam, góp phần làm phong phú
thêm nguồn nguyên liệu ứng dụng trong dệt may.

2. Mục tiêu nghiêncứu

Luận án xác định các mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:

Tạo ra kén và tơ tằm có màu bằng phương pháp tự nhuộm dựa trên kỹ thuật bổ sung
chất màu vào lá dâu cho tằm ăn nhằm tinh gọn quy trình tạo màu và nâng cao chất
lượng tơ tằm ViệtNam.

Xác định đặc trưng hình thái, vi cấu trúc và tính chất kén tơ tự nhuộm, từ đó làm cơ
sở đánh giá và so sánh chất lượng của nó với tơ trắng thơng thường.

Xác định quy trình và thông số công nghệ chuội phù hợp áp dụng cho tơ tằm
tựnhuộm.

Nghiên cứu ứng dụng tơ tự nhuộm trong dệt vải lụa tơ tằm và sản phẩm
maymặc.

3. Đối tượng và phạm vi nghiêncứu

Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến kỹ thuật tạo
màu và kén tằm, sợi tơ được tạo ra từ phương pháp tự nhuộm.

Phạm vi nghiên cứu:

Luận án nghiên cứu tạo màu cho tơ tằm bằng phương pháp tự nhuộm dựa
trên kỹ thuật bổ sung thuốc nhuộm vào lá dâu cho tằm ăn tại Việt Nam, yếu tố
khảo sát bao gồm 2 giống tằm kén trắng và kén vàng, 5 loại chất màu tự nhiên và
nhân tạo được sử dụng, thử nghiệm ở 3 độ tuổi của tằm với 4 mức nồng độ chất
màu bổ sung cho tằm ăn.

Hình thái vi cấu trúc, đặc tính polymer, tính chất cơ lý, độ bền màu giặt,
tính sinh thái và an tồn của tơ tự nhuộm được đo đạc, đánh giá bằng các phương
pháp hiện đại theo các tiêu chuẩn thích hợp trong nước và quốc tế, đồng thời so
sánh với tơ kén trắng phổ biến ở ViệtNam.

Xử lý chuội sericin được áp dụng trên tơ màu với các yếu tố khảo sát bao gồm

phương pháp chuội khác nhau, thời gian, nồng độ hoá chất sử dụng nhằm đánh giá
cường độ màu còn lại của tơ sau chuội.

Xác định một số tính chất của vải lụa tơ tằm dệt bằng tơ tự nhuộm, định hướng ứng
dụng thực tiễn vào các sản phẩm Dệt may.

Nghiên cứu tạo kén tơ tự nhuộm được thực hiện trên giống
tằmBombyxmoriăn lá dâu đang được nuôi phổ biến tại Việt Nam. Quá trình thực
nghiệm tự nhuộm tơ tằm được thực hiện tại cơ sở trồng dâu nuôi tằm Bảo Lộc -
Lâm Đồng.

Các phương pháp xử lý chuội được thực hiện trên các trang thiết bị thí nghiệm tại
Trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh, Trung tâm nghiên cứu Dâu tằm tơ
Trung ương. Các thí nghiệm phân tích được thực hiện tại trung tâm Công nghệ Dệt
Ý - Việt thuộc Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.Hồ Chí Minh, Phân viện Dệt
may Tp.Hồ Chí Minh, Trung tâm Cơng nghệ sinh học Tp.Hồ Chí Minh, Sở Khoa
học và Cơng nghệ Tp.Hồ Chí Minh, Việnkỹthuật Nhiệt đới, Viện Khoa học Vật liệu,
Viện Hoá học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam.

4. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Luận án tập trung vào các nội dung nghiên cứu chính bao gồm:

Nghiên cứu tạo ra kén tơ có màu, xác định các thông số công nghệ và ảnh hưởng của
chúng đến hiệu quả của phương pháp tự nhuộm.

Xác định và phân tích đặc trưng hình thái, vi cấu trúc, đánh giá một số tính chất cơ
lý, độ bền màu giặt, và tính sinh thái của tơ tự nhuộm.

Khảo sát, đánh giá nhằm lựa chọn phương pháp và thông số chuội (loại bỏ

sericin) phù hợp để xử lý tơ tự nhuộm.

Đánh giá một số tính chất của vải dệt từ tơ tự nhuộm, đề xuất ứng dụng vào sản
phẩm dệt may và thời trang.

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận án

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:Nghiên cứu tổng quan các tài liệu, bài
báo, các cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nước về các nội dung liên quan.
Đánh giá những vấn đề đã được nghiên cứu, phân tích những vẫn đề cịn tồn tại
từ đó xác định hướng nghiên cứu của luận án phù hợp với điều kiện thực tiễn ở
ViệtNam.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:Thực nghiệm bổ sung thuốc nhuộm vào lá
dâu cho tằm ăn để tạo kén và tơ có màu tại cơ sở trồng dâu nuôi tằm; xử lý chuội tơ
màu trên các thiết bị thí nghiệm chun dụng tại phịng thí nghiệm.

Phương pháp phân tích và đánh giá:Sử dụng các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế
để đánh giá một số đặc trưng cơ lý, độ bền màu giặt, tính sinh thái của tơ màu. Sử
dụng các phương pháp phân tích hiện đại như kính hiển vi soi nổi, SEM, EDX,
FTIR, XRD, UPLC, IEC, TGA, đo màu quang phổ để xác định và đánh giá cấu trúc
vật lý, cấu trúc hóa học, định lượng thuốc nhuộm các mẫu thí nghiệm. Sử dụng
phương pháp phân tích và so sánh các dữ liệu để đánh giá các kết quả thuđược.

5. Ýnghĩa khoa học của luậnán

Luận án là cơ sở khoa học để tạo ra tơ tằm có màu bằng phương pháp tự nhuộm, dựa
trên kỹ thuật bổ sung chất màu vào lá dâu cho tằm ăn ni tại Việt Nam.

Luận án giải thích ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến hiệu quả tự nhuộm

bao gồm tỷ lệ sống tạo kén của tằm và cường độ màu sắc của tơ thu được khi bổ
sung chất màu vào lá dâu cho tằm ăn.

Luận án phân tích, đánh giá một số đặc trưng hình thái cấu trúc và tính chất
của kén tơ tự nhuộm, đồng thời xác định hiệu suất tự nhuộm, đề xuất cơ chế liên
kết của chất màu và tơ tằm trong tơ tự nhuộm.

Luận án giải thích ảnh hưởng của một số phương pháp và thông số công nghệ
chuội đến cường độ màu sắc của tơ sau xử lý, mơ tả hình thái tơ trước và sauchuội.

Luận án chứng minh được hiệu quả tạo màu cho tơ tằm bằng phương pháp tự nhuộm
mới, đồng thời chứng minh tính thực tiễn của tơ tằm tự nhuộm khi ứng dụng vào các
sản phẩm may mặc thực tế.

Cuối cùng, luận án đã sử dụng cáckỹthuật phân tích hiện đại như SEM,
EDX, FT-IR, XRD, TGA, UPLC, IEC để phân tích, kiểm tra và đánh giá hình
thái cấu trúc và tính chất của tơ tằm tựnhuộm.

6. Giátrị thực tiễn của luậnán

Các kết quả của luận án là tiền đề để áp dụng phương pháp tạo màu tự nhuộm trên
vào thực tế sản xuất kén tơ tại Việt Nam.

Luận án đã khẳng định được có thể tạo màu cho tơ tằm bằng phương pháp
bổ sung thuốc nhuộm vào thức ăn cho tằm, tính chất của tơ màu đáp ứng được
các yêu cầu của vật liệu dệt ứng dụng trong ngành dệtmay.

Luận án đã áp dụng thành công phương pháp xử lý tạo màu mới, hạn chế
tối đa lượng nước sử dụng để tạo màu cho tơ tằm, tinh gọn quy trình hồn tất
nhuộm truyền thống vốn sử dụng lượng nước lớn, tiêu thụ nhiệt năng và xả thải

gây nhiều tác hại đến môitrường.

Luận án đã khảo sát và lựa chọn phương pháp, thông số công nghệ chuội
phù hợp xử lý tơ tằm tự nhuộm; đồng thời đề xuất ứng dụng trong các sản phẩm
may mặc nhằm nâng cao tính ứng dụng của vật liệu này trong thực tiễn.

Sản phẩm từ cơng trình nghiên cứu của Luận án đã góp phần làm phong
phú thêm các sản phẩm lụa tơ tằm với quy trình xử lý được rút gọn, tiết kiệm và
phù hợp xu hướng phát triển vững - thân thiện với môitrường.

7. Điểm mới của luậnán

Luận án đã tạo ra được vật liệu mới là kén và tơ tằm có màu, khẳng định
được khả năng tạo màu cho tơ tằm bằng phương pháp tự nhuộm thân thiện với
môi trường chưa được nghiên cứu ở Việt Nam, từ đó tạo được vật liệu dệt mới là
tơ tự nhuộm ứng dụng trong ngành dệt may, góp phần nâng cao chất lượng tơ
tằm ViệtNam.

Luận án đã ứng dụng thành cơng kén tơ tự nhuộm vào quy trình dệt vải, chuội keo
và sử dụng cho các sản phẩm mặc thực tế.

8. Bố cục của luậnán

Luận án gồm 4 phần chính:

- Chương 1: Nghiên cứu tổngquan