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

1

BÁO CÁO TỔNG KẾT 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 hoàn tất vải may mặc từ sợi gai dầu
pha viscose”
Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 096.10RD/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. Bùi Thị Chuyên

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:
Nhữ Thị Việt Hà Kỹ sư dệt
Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư sợi – dệt
Trương Phi Nam Kỹ sư hóa nhuộm
Phạm Thị Mỹ Giang Kỹ sư dệt

TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010


2

A. LỜI NÓI ĐẦU

Từ xưa, các sản phẩm may mặc từ sợi tự nhiên đã được biết tới và luôn được ưa
chuộng, trải qua nhiều thời kỳ, nhất là thế kỉ XX với sự phát triển vượt bậc của
khoa học kỹ thuật, các lọai vải tổng hợp, vải nhân tạo dần chiếm lĩnh thị trường.
Do chúng đáp ứng được các tiêu chí về sản lượng, bền , rẻ, phong phú về chủng
lọai.
Tuy nhiên khi đời sống được nâng cao. Người tiêu dùng lại muốn trở về với các
sản phẩm may mặc có nguồn gốc tự nhiên do chúng có những ưu điểm vượt trội
mà cá loại sợi tổng hợp khó đáp ứng như nhẹ, xốp, mát mùa hè, ấm về mùa đông.
Có khả năng hút nhả ẩm tốt đặc biệt là chúng thân thiện với môi trường, có thể tự
phân hủy có khả năng kháng nấm mốc, chống tia UV.
Do đáp ứng việc bảo vệ sức khỏe người sử dụng cũng như bảo vệ trái đất nên
nhu cầu về loại vải thân thiện với môi trường rất phát triển khiến các hãng dệt
may khổng lồ trên thế giới ngày càng muốn khẳng định vị thế trong lĩnh vực dệt
may bằng cách tăng cường sản xuất các loại vải “sạch” từ sợi tự nhiên. Sợi tự
nhiên có thể được định nghĩa là "những sợi được tạo ra từ thực vật (như lá, thân
cây, lớp vỏ hay cây,quả, hạt như cotton, sợi gai, dâm bụt, lanh, , sợi đay, tre,
chuối, xơ dừa, bông gạo và rong tảo), có thể dễ dàng chuyển đổi thành dạng sợi
dùng cho dệt may hay dùng để sản xuất nhiều loại vật liệu khác". Việc sử dụng
sợi tự nhiên để đáp ứng nhu cầu của con người bắt nguồn từ hàng ngàn năm trước
và luôn giữ một vai trò quan trọng trong đời sống.
Ngoài các loại vải như tơ tằm, len, lanh, cotton thì vải gai dầu cũng là một loại
vải có nguồn gốc từ tự nhiên, sở hữu các đặc tính ưu việt như nhẹ, xốp, mát mẻ,
có khả năng hút nhả ẩm tốt đặc biệt là chúng thân thiện môi trường, có khả năng
kháng nấm mốc, chống tia UV.
Với đặc điểm khỏe, có sức đề kháng tốt, cần ít nước và không cần chăm sóc
nhiều, gai dầu là loại cây đặc biệt, loại sợi kéo từ xơ gai dầu là loại sợi tự nhiên
bền nhất, thậm chí còn hơn cả sợi lanh. Vì lẽ đó hiện nay, NIKE đang sử dụng vải
dệt từ loại sợi thoáng khí, chống được vi khuẩn và tia cực tím này làm vật liệu sản

xuất giày. Ding (đại diện của Nike) nói: "Chúng tôi tin rằng bông hữu cơ và gai

3

dầu sẽ là hướng đi chủ đạo trong tương lai".
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới., nóng mùa hè và lạnh về mùa đông
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 gai dầu pha visco.
Năm 2010, được sự chấp thuận của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt May
đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm hoàn tất vải may
mặc từ sợi gai dầu pha viscose”. Sản phẩm vải gai dầu pha visco tạo thêm
sự phong phú cho các sản phẩm của ngành dệt may Việt Nam, nâng cao
tính cạnh tranh cho ngành, đáp ứng được nhu cầu vải may mặc thời trang
cho người tiêu dùng.

4



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 gai dầu, visco 11
1. Phân loại và mô tả gai dầu xơ 11
2. Ứng dụng của xơ gai dầu 11
3. Tính chất xơ gai dầu 13
4. Các loại sợi gai dầu 23
CHƯƠNG 2. THỰC HÀNH
I. Thiết kế mặt hàng 26
1. Thiết kế mặt hàng vải mỏng – M1 26
2. Thiết kế mặt hàng vải có trọng lượng trung bình – Mh2 28
3. Thiết kế mặt hàng vải trang trí – Mh3 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

5

V.2. Sản xuất mẫu lớn 50
1. Tiền xử lý 50
2. Nhuộm 54
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
Tài liệu tham khảo

6

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 gai dầu pha visco.
- Phạm vi đề tài: nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng từ vải gai dầu
pha visco
+Vải mỏng, trọng lượng 100-150g/m
2

+Vải có trọng lượng trung bình 151-200g/m
2

+Mặt hàng vải trang trí nội thất
Nội dung nghiên cứu:
- Tham khảo tài liệu, tìm hiểu thông tin và thị trường về sợi gai dầu
- 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

7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Tìm hiểu nguyên liệu
1/ Giới thiệu về cây gai dầu
Trong phạm vi đề tài, chúng tôi sử dụng nguyên liệu dệt là sợi gai dầu pha
visco. Trong đó gai dầu là loại sợi chưa được biết tới nhiều ở Việt nam nên
chúng tôi sẽ giới thiệu chủ yếu về loại nguyên liệu mới này.
Cây gai dầu thuộc họ Cannabis, có 3 nhóm được trồng rộng rãi ngày
nay:Giống trồng chủ yếu để lấy sợi (Cannabis sativa L. Cannabis sativa
var.): đặc trưng với thân cao và ít phân nhánh, màu sắc vỏ cây cực kỳ
phong phú như màu đỏ, vàng, xanh hoặc tím, hoặc độ dày của thân cây, lõi
rắn, chứa ít THC tetrahydrocannabinol- Δ
9
(một chất gây ảo giác) (dưới
0,3% THC ) nên không đủ gây bất kỳ hiệu ứng vật lý hoặc tâm lý nào và
nhiều CBD (cannabidiol - 35%) với tỷ lệ CBD/THC >1.
- Giống trồng chủ yếu để làm thuốc (Cannabis sativa subsp Indica - cây cần
sa): với lượng chất xơ ít (ít CBD,15%), thu hoạch chủ yếu là lá và hoa.
Trong đó, sự khác biệt nổi bật giữa 2 loài này là hàm lượng THC và CBD,
cần sa có thể chứa từ 6 đến 20% THC trở lên với tỷ lệ CBD/THC<1.
- Giống trồng để lấy hạt: làm giống, phục vụ công nghiệp chiết xuất dầu.





8

Hình 1: Một số cây thuộc
họ Cannabis. Tuy nhiên,
chỉ có cây ngoài cùng bên
trái với tên khoa học là C.
Sativa var mới được sử
dụng trong ngành công
nghiệp dệt
2/ Lịch sử của cây gai dầu:
Cây gai dầu đã được phát hiện ít nhất 12.000 năm qua sợi (dệt, giấy) và
thực phẩm. Cây gai dầu được sử dụng từ thời kỳ đồ đá, với vết tích của sợi
gai dầu trên mảnh gốm 7.000 tuổi ở Trung Quốc. Ngoài ra, một mẫu giấy
gai dầu cũng được tìm thấy ở Vạn Lý Trường Thành (Trung Quốc) có niên
đại từ năm 305 trước công nguyên.
Cây gai dầu được trồng ở châu Âu chủ yếu để lấy sợi, người của
Christopher Columbus dùng làm dây thừng, vải cột buồm trên tàu.
Từ 1880-1933 cây gai dầu được trồng tại Hoa Kỳ đã giảm từ 15.000 đến
1.200 mẫu Anh do tác động của chiến tranh. Tuy nhiên từ năm 1935 công
nghiệp sản xuất cây gai dầu đã dần dần hồi phục một cách đáng kể.
Từ thập niên 1950 đến thập niên 1980 Liên Xô là nước sản xuất lớn nhất
thế giới (3.000 km² vào năm 1970). Các khu vực sản xuất chính ở Ukraine,
vùng Kursk và Orel của Nga và gần biên giới Ba Lan.
Ngày nay, tuy cây gai dầu được sản xuất tại nhiều nước trên thế giới cho
mục đích công nghiệp trừ Hoa Kỳ nhưng chủ yếu ở Canada (theo
VoteHemp, sản lượng xuất khẩu tăng 300% năm 2009), châu Âu như Pháp

9

(8000 ha canh tác), Ý, Anh, Tây Ban Nha, Hungary, Rumani, Trung Quốc
(năm 2006 chiếm 40% trữ lượng sản xuất của cả thế giới), còn lại là Úc, Ba
Lan, Nhật, châu Phi,…
Ở Hoa Kỳ, gai dầu được trồng rộng rãi trong thế chiến II, nhất là vùng
Trung Tây và Kentucky để phục vụ chiến tranh như đồng phục lính, vải,
dây thừng, chão…Những năm gần đây, Hoa Kỳ nhập khẩu các loại vải
công nghiệp được làm từ sợi cây gai dầu đạt trung bình 2.900.000$/ năm.
Từ năm 1998 có 10 tiểu bang mà pháp luật thông qua cho phép trồng cây
gai dầu với mục đích nghiên cứu (Arkansas, California, Hawaii, Illinois,
Minnesota, Montana, New Mexico, North Dakota và Virginia), vì thế nông
dân vùng khác và hiệp hội gai dầu đang đấu tranh đòi quyền trồng rộng rãi
cây này qua tuần lễ gai dầu (từ ngày 17-23/05/2010).
Thị trường gai dầu hiện hành đối với doanh số bán hàng và xuất khẩu ở
Bắc Mỹ ước tính là từ $ 50 - $ 100,000,000/năm, sản phẩm gai dầu sản
xuất tại Canada chiếm 5% ngành dệt may nước này.
3/Ảnh hưởng của việc trồng trọt, chế biến và sản xuất xơ sợi gai dầu tới môi
trường và sức khoẻ con người.

Việc trồng và chế biến cây gai dầu chủ yếu tác động thuận lợi, tích cực đến môi
trường. Cây gai dầu giúp phân hủy sinh học nhờ khả năng hấp thụ các chất ô
nhiễm như kim loại nặng. Ngoài ra, cây gai dầu tăng trưởng nhanh, cần ít hoặc
không cần phân bón hóa học, giúp loại bỏ cỏ dại, do đó hạn chế việc dùng các
loại thuốc trừ cỏ dại, gây hại cho môi trường. Bã cây gai dầu sau khi chế biến có
thể dùng làm phân bón hữu cơ, , lá, hạt làm thức ăn gia súc, …các chất bã còn
được dùng trong sản xuất giấy, đồ gỗ.
Về mặt tiêu cực, cũng giống như việc sản xuất các loại xơ libe khác, quá trình
ngâm gai dầu đòi hỏi một lượng nước sạch lớn, sau đó nước này thải ra môi
trường làm ô nhiễm, giảm oxy và hòa tan chất hữu cơ. Quá trình làm sạch và tái

10

sinh nguồn nước ô nhiễm này đòi hỏi nhà máy phải chi một khoản tiền không nhỏ
và ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm gai dầu.
4/ Nghiên cứu thị trường:
Tình hình xuất nhập – khẩu sợi gai dầu của thế giới và Việt nam thời gian
qua (Nguồn: UN.statistic division, mã tài liệu: HS 2002)
a/ Xơ gai dầu nguyên liệu đã qua chế biến, chưa kéo sợi, năm 2004-2007
(USD):
Bảng 1: Các nước nhập khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD)

Tỷ trọng (%)

Tây Ban Nha 13,192,011 45
Ý 5,010,636 17,1
Đức 4,207,200 14.4
Cộng hòa Czech 4,013,386 13,7
Vương Quốc Anh

2,881,386 9,8
Tổng nhập khẩu 29,304,726 100

Bảng 2: Các nước xuất khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%)
Pháp 6,391,532 31,5
Vương Quốc Anh

4,565,612 22,5

Tây Ban Nha 4,130,000 20,4
Trung Quốc 2,626,890 12,9
Hà Lan 2,572,112 12,7
Tổng xuất khẩu 20,286,146 100

11


Bảng 3: Kim ngạch xuất – nhập khẩu xơ gai dầu đã qua chế biến, chưa kéo
sợi của thế giới 2004 – 2007 (USD)

Kim ngạch 2007 2006 2005 2004
Nhập khẩu
12,809,184 10,706,393 10,495,482 11,216,558
Xuất khẩu
6,939,182 5,675,563 8,482,333 9,823,501





b/ Sợi gai dầu (sợi đơn) năm 2004-2007:
Bảng 4: Các nước nhập khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%)
Tây ban nha 13,128,809 54,7
Đức 3,511,000 14,6
Ý 3,494,451 14,6
Vương Quốc Anh

2,362,209 9,8

Pháp 1,488,203 6,2
Tổng 23,984,672 100

Bảng 5:Các nước xuất khẩu chính
Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%)

Vương Quốc Anh 4,552,441 34,6
Tây Ban Nha 4,068,300 30,9

12

Trung Quốc 2,197,535 16,7
Ý 1,245,649 9,5
Thụy Sĩ 1,094,378 8,3
Tổng 13,158,303 100

Bảng 6: Kim ngạch XNK sợi gai dầu (sợi đơn) của thế giới 2004-2007(USD)
Kim ngạch 2007 2006 2005 2004
Nhập khẩu
10,444,583 7,403,348 6,625,819 8,097,732
Xuất khẩu
5,833,833 4,184,989 3,070,274 5,145,005



c/ Sợi gai dầu xe, năm 2004 - 2007:
Bảng 7:Các nước nhập khẩu chính (USD)
Quốc gia Giá trị (USD)

Tỷ trọng (%)

Mỹ 3,945,823 27
Bỉ 3,841,394 26,3
Ý 3,398,526 23,3
Nhật 1,847,241 12,7
Hàn quốc 1,563,223 10,7
Tổng 14,596,207 100


13


Bảng 8: Các nước xuất khẩu chính trên thế giới
Quốc gia Giá trị (USD) Tỷ trọng (%)

Trung Quốc 10,657,580 61,0
Ý 2,600,606 14,9
Rumani 2,248,684 12,9
Hồng công 1,313,179 7,5
Bỉ 1,313,179 3,8
Tổng 17,476,931 100


Bảng 9:Kim ngạch XNK sợi gai dầu của thế giới 2004 – 2007(USD)
Kim ngạch 2007 2006 2005 2004
Nhập khẩu
5,284,665 5,592,548 5,515,467 9,313,648
Xuất khẩu
4,522,679 5,435,637 4,217,706 7,191,905
d/ Tình hình xuất nhập – khẩu sợi gai dầu của Việt Nam (USD)

Bảng 10:
Kim ngạch 2004 2005
Nhập khẩu
168 11,728
Xuất khẩu
- -

Ban đầu ngành công nghiệp này phát triển, sau đó sụt giảm trong giai đoạn

14

những năm sau 1960. Từ năm 1990 nhất là các nước vùng Đông Âu (thay
đổi nền kinh tế tập trung), số lượng nhà máy sụt giảm do các nguyên nhân:
1. Ngưng trợ cấp từ Nhà nước;
2. Thời gian từ gieo hạt đến sản xuất sản phẩm hoàn chỉnh là 6 tháng đến một
năm. Điều này kéo dài thời gian quay vòng vốn, làm tăng chi phí;
3. Sản phẩm từ vải gai dầu bị thay thế bởi các loại vải tổng hợp khác;
4. Vải tổng hợp có giá thành rẻ hơn;
5. Các nhà máy hạn chế thay thế và nhập mới máy móc thiết bị kéo sợi ảnh
hưởng đến sản lượng sợi trên thị trường;
6.
Nhu cầu trên thị trường chưa cao do giá bán còn cao. Khả năng xuất khẩu ở
châu Âu cũng sụt giảm, tuy có tăng lên ở thị trường Bắc Mỹ nhưng không
đủ bù đắp cho sự sụt giảm ở châu Âu.



Tình hình canh tác và chế biến sợi gai dầu trên thế giới những năm qua

Bảng 11: Sản lượng sợi gai dầu từ năm 1961 – 2003 (đơn vị: tấn)

Năm Năng suất Năm Năng suất Năm Năng suất Năm Năng uất
1962 304,549 1973 266,777 1984 152,906 1995 56,636
1961 299,923 1972 271,467 1983 154,636 1994 51,509
1963 310,775 1974 260,460 1985 157,157 1996 65,837
1964 339,596 1975 236,234 1986 163,000 1997 63,506
1965 340,821 1976 238,046 1987 167,516 1998 73,629
1966 368,373 1977 233,658 1988 152,049 1999 61,140
1967 348,338 1978 215,318 1989 107,814 2000 50,618
1968 300,486 1979 207,200 1990 83,997 2001 60,917

15

1969 297,691 1980 186,443 1991 66,442 2002 67,950
1970 280,278 1981 149,097 1992 76,331 2003 77,450
1971 282,269 1982 133,792 1993 63,568


Nguồn: FAOstat

Bảng 12: Sản lượng sợi gai dầu của một số nước trên thế giới
(triệu tấn):
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Thế giới 63,506 73,629 61,140 50,618 60,917 77,450 67,950
Trung Quốc 19,225 16,896 13,000 14,000 20,186 35,000 38,000
Triều Tiên 11,000 12,000 12,000 12,500 12,500 12,500 -

Tây Ban Nha 9,980 22,527 17,160 7,047 15,000 15,000 15,000
Rumani 9,600 11,100 7,300 1,400 800 800 800
Sả
n l

ượ
ng s
ợ
i gai d
ầ
u

(biểu đồ)
0

50,000

100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
1

3

5 7

9

11

13

15

17

19 21 23

25

27

29

31

33 35 37

39

41

43

Năm

Sản lượng)
Sản
lượng
sợ
i gai

dầu

16

Chile 4,000 4,000 4,000 4,048 4,095 4,095 4,095
Nga 3,000 2,200 4,100 7,100 5,400 6,000 6,000
Thổ Nhĩ Kỳ 2,300 1,000 777 1,244 1,000 1,000 1,000
Ucraina 1,000 1,000 1,000 2,000 1,000 1,000 1,000
Hàn Quốc 448 267 326 263 235 224 224
Serbia 457 200 200 30 20 20 20
Pháp 260 400 370 370 260 360 360
Ba Lan 150 50 50 50 50 50 50
Nguồn: FAO stat, được phép của Tổ chức Nông lương của Liên Hiệp q uốc
Bảng 13: Diện tích canh tác cây gai dầu ở một số nước ngoài khối EU
(đơn vị ha)
1996 1997 1998 1999
Trung Quốc 58,000 15,000 15,000 15,000
Canada 18,000 25,000 25,000 25,000
Triều Tiên 17,000 17,000 17,000 17,000
Nga 11,490 9,490 6,260 10,230
Chile 4,200 4,200 4,200 4,200
Ucraina 4,000 3,500 2,000 2,000
Hungary 1,200 900 1,077 1,077
Rumani 1,000 2,000 3,080 3,000

17

croatia 679 1,000 1,000 1,000
Hàn Quốc 250 250 250 250
Bungary 48 8 8

Nguồn: FAO stat
Bảng 14: Diện tích thu hoạch gai dầu ở một số nước thuộc khối EU
(đơn vị: ha)
Năm 1996 1997 1998 1999 2000/2001

2001/2002
Pháp 7,588 10,980 9,682 9,515 7,700 6,900
TâyBan
Nha
1,450 4,828 19,860 13,473 6,103 784
Đức 1,362 2,766 3,553 3,993 2,967 3,948
Anh 1,697 2,293 2,556 1,517 2,245 3,566
Ba Lan 1,296 240 158 36 53 153
Hà Lan 893 1,322 1,055 872 806 946
Áo 661 938 974 289 287 860
Switzerland

150 200 250 250 250 250
Tổng cộng
EU
13,658 23,216 39,990 30,179 20,404 17,213
Nguồn: FAOstat

1.
Mặc dù không phải toàn châu Âu sản xuất gai dầu nhưng theo bảng 14

thì

18

sản lượng của châu Âu chiếm khoảng 80 – 90% toàn thế giới. Các nước
chính sản xuất sợi gai dầu trong Liên minh châu Âu là Pháp, Đức, Anh, và
Hà Lan. Tây Ban Nha cũng sản xuất số lượng đáng kể, nhưng chủ yếu cho
ngành công nghiệp giấy.

2.

Đặc điểm của cây gai dầu lấy sợi

Thân thảo, mọc thẳng, là loại cây hàng năm, ít nhánh, lá màu xám xanh. Các
lá chân vịt, với 5-7 lá chét. Các hoa nhỏ đơn tính. Quả nhỏ, mịn, màu nâu-
xám, và hoàn toàn lấp đầy bởi các hạt.
- Cao nhanh, đạt 7 -15 feet trong vòng 90 -120 ngày, đường kính trung bình
thân cây khỏang 0.75- 1.5 inch, tán lá dày, nếu mật độ trồng cao sẽ hiệu
quả trong diệt cỏ dại, tránh phải dùng đến thuốc diệt cỏ, thân thiện với môi
trường.
- Cây gai dầu thích hợp khí hậu ôn hòa, không khí ẩm ướt, và một lượng
mưa ít nhất là 50-60 cm/ năm.
- Không cần thuốc trừ sâu, tự bổ sung dưỡng chất cho đất như nitơ , kiểm
soát sự xói mòn của đất, và chuyển đổi cacbonic để lấy oxy rất tốt.
- Các giống hạt gai dầu được trồng phổ biến nhất để lấy sợi có thể phát triển
lên đến 10-15 feet trong vòng 90-120 ngày.
- Thu hoạch trước khi có hoa, thường vào tháng 8.
- Năng suất đạt 30-80 tấn sợi khô/ha/năm,
Công dụng của cây gai dầu trong cuộc sống:
Từ xưa đến nay, cây gai dầu đã được trồng và ứng dụng rộng rãi trong
nhiều ngành công nghiệp:
- Công nghiệp dệt may: từ sản xuất dây thừng, chão, vải làm buồm (do tính
năng bền) hay các loại quần áo (do tính năng mát mẻ, mềm mại)…;
- Chất dẻo phân hủy sinh học, nhiên liệu sinh học như dầu diesel sản xuất từ

hạt gai dầu được gọi là hempoline, với đặc điểm là cháy sạch và không độc

19

hại.
- Vật liệu xây dựng (vật liệu composite, chất phụ gia trong xi măng…);
- Vật liệu thay thế gỗ (gỗ ép đóng đồ nội thất, chuồng gia súc,…);
- Các loại mỹ phẩm (kem dưỡng ẩm, kem dưỡng da) chiết xuất từ dầu của
hạt;
- Công nghiệp chế biến thực phẩm (ngũ cốc, thức ăn cho chim, mồi câu cá)
do hạt giống của cây có chứa các axit amin cũng như axit béo thiết yếu để
duy trì cuộc sống, lá tươi còn dùng làm món salad;…
- Xơ gai dầu còn được sử dụng làm giấy
Cây gai dầu được sử dụng như một loại cây xóa các tạp chất trong nước thải
như hóa chất từ nhà máy, photpho từ phân gia súc và cụ thể là được trường đại
học Southern Cross University (Lismore), New South Wales(Australia) nghiên
cứu ứng dụng vào làm sạch các chất ô nhiễm từ thảm họa hạt nhân
Chernobyl(Nga)

Kết luận, hi vọng cho thời gian tới:
1) Sử dụng sản phẩm từ gai dầu góp phần bảo vệ môi trường do các hạn chế
của sản phẩm từ vải tổng hợp.
2) Sử dụng cây gai dầu và hạt gai dầu có thể làm tăng khối lượng cây gai dầu
canh tác, góp phần bảo vệ môi trường.
3) Ngoài việc sản xuất các sản phẩm cho nghành dệt may, gai dầu còn được
sử dụng với các ngành công nghiệp khác như giấy, gỗ ép , gia tăng sản
xuất và tiêu dùng.
4) Nhu cầu hợp tác giữa các viện nghiên cứu và nông dân trồng gai dầu tăng,
kích thích sản xuất và phát triển sản phẩm.
5) Cần sự tiếp thị mạnh mẽ và tích cực về tác dụng của các loại sợi tự nhiên

so với sợi tổng hợp.
Trong vài năm tới, khối lượng sản xuất có thể gia tăng và đa dạng hơn để

20

đáp ứng nhu cầu thị trường, kích thích các nhà máy trong ngành công
nghiệp này phát triển hơn.
Xu hướng trong tương lai
Từ những năm 1990 trở lại đây, khi đời sống được cải thiện, người tiêu
dùng ưa chuộng những loại vải dệt từ sợi tự nhiên như gai dầu, lanh, bông
làm tăng nhu cầu thị trường dẫn đến mở rộng và phát triển sản xuất hình
thành ngành công nghiệp gai dầu.
Theo bảng số liệu trên, từ giữa những năm 90, cây gai dầu bắt đầu tiến vào
thời kì phục hưng dựa trên 2 yếu tố: phát triển thị trường mới và công nghệ
mới.
1/Về phát triển kỹ thuật:
Quá trình ngâm cây gai dầu cần thiết cho việc khai thác sợi hiệu quả hơn,
chất lượng tốt hơn. Sợi dài dùng trong công nghiệp dệt vải, sợi ngắn phù
hợp hơn với vải công nghiệp không dệt, vật liệu composite, giấy, …
Từ năm 2002 Cộng hòa Liên bang Đức đã chế tạo được máy M. Karus,
nova-Institut, ngoài việc tách xơ để làm sợi dệt vải, máy còn có thể chế
biến phần bã cây gai dầu thành phân bón hoặc để sản xuất giấy, làm thức
ăn gia súc,…Các nhóm xơ, sau khi qua xơ chế biến, được xử lí, kết hợp với
các phương pháp hóa học (như tẩy trắng, nhuộm), hay dùng phương pháp
enzyme để kéo pha với bông, len. Trên thế giới đã sản xuất thành công vải
100% làm từ sợi gai dầu, vải kết hợp giữa gai dầu và bông, giữa gai dầu và
len lông cừu cho ra các sản phẩm mới, chất lượng và giá trị kinh tế rất
cao.
2/ Phát triển thị trường mới:
May mặc: Vấn đề chính của xơ gai dầu là tương đối thô .Vì thế, muốn sử

dụng trong công nghiệp dệt may, nhà sản xuất phải lựa chọn giống cây gai
dầu thích hợp và dùng công nghệ thích hợp (tẩy trắng, làm mềm) để cho ra
sản phẩm tốt, chất lượng cao.
Vt liu tng hp composite: Đây là mt th trng mi và tim năng t

21

nhng năm 2000, đc s dng trong ni tht xe hi. Th trng này
nhanh chóng phát trin và tiêu th hn 28,000 tn si thc vt, trong đó
có 3,500 tn si gai du (ngun: Nova – Insert Theme).
II/ Tính chất nguyên liệu
1/Đặc điểm của sợi cây gai dầu:
- Sợi gai dầu dài, chắc và bền, có khả năng chịu nhiệt tốt, hấp thụ độ ẩm và
nhả ẩm nhanh, hấp phụ các khí độc hai trong môi trường đồng thời chống
nấm mốc cao hơn sợi cotton.
- Có khả năng chống tia UV, tia cực tím từ ánh nắng mặt trời hiệu quả hơn
bất kì loại vải nào khác.
- Các đường chỉ rõ ràng theo thớ vải, tạo thành gân tự nhiên khi mặc.
- Vải thô hơn vải dệt từ sợi cotton hoặc sợi len có cùng chi số , nhưng ngày
nay có thể kết hợp với một số loại xơ hoặc sợi khác như lông cừu, tơ tằm,
cotton, visco sợi tổng hợp để làm mịn đến một mức độ nào đó, tạo phong
cách cho thời trang mới.
- Mùa hè mặc mát mẻ, mùa đông mặc ấm áp.
Xơ kỹ thuật có chiều dài từ 104 – 170 mm, mỗi xơ kỹ thuật chứa từ 10 -50
xơ đơn, chúng liên kết với nhau bằng keo lignin. Xơ đơn chỉ là một tế bào
hình thoi có thành dày, 2 đầu nhọn. Các đại phân tử xenlulo của xơ có hệ
số trùng hợp và độ định hướng cao hơn xơ bông nên xơ có cấu trúc chặt
chẽ hơn xơ bông và vì vậy độ bền cơ học của chúng cũng cao hơn. Ở dạng
xơ kỹ thuật, là các chùm xơ cơ bản dính kết nhau bởi keo lignin. Trên bề
mặt xơ có các lỗ thủng.

Nhờ các lỗ thủng trên xơ gai dầu (có nghĩa là khi nhìn qua kính hiển vi
phóng to, ta sẽ thấy có rất nhiều lỗ li ti trên bề mặt xơ) làm cho vải dệt từ
sợi gai dầu khô nhanh chóng một cách tự nhiên hay dễ dàng vẩy cho khô.
Các bó xơ sợi nằm ở các lớp trong của vỏ thân cây gai dầu. Các bó xơ các

22

lớp bên trong thường ngắn hơn và tốt hơn hơn so với các lớp ngoài. Mỗi xơ
cơ bản là một tế bào, các tế bào được kết nối bởi lớp keo (pectin lignified)
và công việc quan trọng nhất để chế biến sợi gai dầu là hạn chế và hòa tan
lớp keo này. Đường kính của các xơ cơ bản là 15-50 micron. Độ dài trung
bình là 35 ± 40mm nhưng chúng có thể thay đổi từ 5- 100mm. Chiều dài
của bó sợi khoảng 1.500 ± 2.500 mm. Độ bền đứt sợi gai dầu cao hơn so
với sợi lanh, độ dãn thấp (2 ± 3%).

Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của xơ gai dầu và một số xơ thực vật:
Bảng 15:
Loại xơ Chiều dài
xơ (cm)
Độ mảnh
(Denier)
Chiều dài tế
bào xơ
(mm)
Đường kính
tế bào xơ
(µm)
Hình dạng mặt
cắt ngang của
xơ

Gai dầu 100-300 3-20 5-55 10-50 Đa giác
Xơ lanh 20-140 1.7-17.8 4-77 5-76 Đa giác
Gai (ramie) 4.6-6.4 40-250 16-126 Lục giác/ bầu
dục
Cotton Giống
kích thước
của tế bào
1-3.3 15-56 12-25 Tròn/Oval
So sánh kích thước các loại xơ ta dễ dàng thấy xơ gai dầu dài và mịn hơn
xơ lanh, Gai(ramie), nhưng thô hơn cotton.
Thành phần hoá học của xơ gai dầu, cotton và một số loại xơ libe khác:
Bảng 16
Tên xơ Xenlulo%

Hemi-
xenlulo%

Pectin%

Lignin%

Khoáng%

Chất
béo%

23

Gai dầu
(hemp)

74-76 15-17 0.9 4.5 0.8 0.6
Lanh 71.2 18.6 2.0 2.2 4.3 1.6
Đay 71.5 13.3 0.2 13.1 1.2 0.6
Gai
(ramie)
68.6 13.1 1.9 0.6 - -
Xơ dừa
(nâu)
35.6 15.4 5.1 32.7 3.0 -
Xơ dừa
(trắng)
36.7 15.2 4.7 32.5 3.1 -
Cotton 82.7-92 2-5.7 5.7 0.5-1 - 0.7


Hình 2: ảnh phóng lớn của (a) thân cây gai dầu) và (b) một đoạn thân
cây gai dầu theo chiều dọc.
Nguồn: DeMontfort University, 2004.

24

-
Hình 3: Cấu trúc của thân cây gai dầu.
Nguồn: Đại học Nông nghiệp Augusta (Akademia Rolnicza im. Augusta
Cieszkowskiego w Poznaniu.)
Chú thích hình:
I – lớp biểu bì (curtin) 1 – lỗ khí
II – lớp vỏ ngoài cùng 2 – biểu bì
III – lớp vỏ giữa 3 – mô giữa (mô keo)
IV – sợi libe 4 – nhu mô

V – mô gỗ 5 – trung bì
VI – lõi cây 6 – sợi ngoài cùng
7 – sợi bên trong 8 – lõi cây
9 – mô gỗ 10 – mao mạch dẫn
11 – xơ gỗ 12 – lõi nhu mô ngoài cùng
13 – lõi nhu mô 14 – ống dẫn chính


25

Khả năng hút ẩm của sợi thông thường là 12%. Để so sánh, sợi gai dầu
chứa nhiều keo hơn so với sợi lanh, đường kính sợi nhỏ hơn nhưng ít nhạy
cảm với hóa chất, có khả năng kháng acid mạnh (acid gây mồ hôi), vì thế,
ít thối hơn lanh khi xơ chế.

Hình 4 (a) Mặt cắt dọc thân cây gai dầu
(1): Sự phân phối các bó sợi và khớp nối giữa sợi bởi chất anastomosises)
Nguồn: PWRiL, Warsaw, Poland.