NGHIÊN cứu xây DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ xử lý HOÀN tất CHO vải BÔNG BẰNG CHITOSAN ở QUY mô CÔNG NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

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

1


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

Nguyễn Hữu Uẩn

2

MỤC LỤC:
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt trong luận văn
Danh mục các bảng số liệu trong luận văn
Danh mục các hình vẽ và đồ thị trong luận văn

Chương I: Tổng quan về nguyên liệu, hóa chất và một số dây chuyền xử lý hoàn tất
vải ở qui mô công nghiệp
1.1. Tổng quan về chitosan
1.1.1 Khái quát về chitosan
1.1.2 Cấu trúc lý hóa của chitosan
1.1.3 Ứng dụng của chitosan
1.2. Khái quát về vải bông
1.2.1 Hình thái và thành phần hóa học của xơ bông
1.2.2 Đặc tính chung của vải bông
1.3. Một số phương pháp hoàn tất đưa chitosan lên vải bông
1.3.1 Phương pháp tận trích
1.3.2 Phương pháp ngấm ép
1.4. Khảo sát một số dây chuyền thiết bị có thể sử dụng để xử lý hoàn tất cho vải
1.4.1. Dây chuyền xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Dosimex
1.4.2. Dây chuyền xử lý hoàn tất tại công ty CP nhuộm Hà Nội
1.4.3. Dây chuyền xử lý hoàn tất tại công ty Hapro simex
1.4.4. Dây chuyền xử lý hoàn tất tại công ty CP Dệt lụa Nam Định
1.5 Kết luận
Chương II. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.2. Đối tượng nghiên cứu

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

3


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

3.3. Kết quả kiểm tra đặc tính bề mặt, biến dạng nén của vải sau xử lý
3.3.1 Đặc tính bề mặt
3.3.2 Biến dạng nén
3.4 Kết quả so sánh sự thay đổi một số tính chất của vải bông sau khi xử lý với
chitosan qui mô công nghiệp với vải bông xử lý với chitosan trong phòng thí
nghiệm
3.4.1 Độ bền độ giãn
3.4.2 Độ rủ
3.4.3 Độ nhàu
3.4.5 Đặc tính bề mặt
Kết luận của đề tài và hướng nghiên cứu tiếp theo
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Các chữ viết tắt:
2HG

Lực trễ trượt tại góc nghiêng 0.5 độ

2HG5

Lực trễ trượt tại góc nghiêng 5 độ

AATCC The American association of textile chemists and colorists
AFNOR Association France de Nỏmalisation
ASTM American Society for Testing and Materials

BS

Tiêu chuẩn Anh

BTCA butanetetracarboxylic acid
CA

Axit citric

CNC

cyanuric chloride

COS

chito – oligosaccharide

ĐC

Mẫu đối chứng (Không xử lý kháng khuẩn)

DD

Mức độ deaxetylate

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

deoxyribonucleic acid

DP

Mức độ polymer hóa

EMT

Độ giãn của vải

FTIR

Fourier Transform Infra Red spectroscopy

GTMAC glycidyltrimethylammonium chloride
HTAAC (N-(2-hydroxy)propyl-3-trimethyl ammonium chito-oligosaccharide)
HTCC

( (2-hydroxy-3-trimethylammonium) propyl)chitosan chloride)

ISO

International Organization for Standardization

LT

Đặc tính kéo tuyến tính của vải

MIU

Giá trị trung bình hệ số ma sát bề mặt mẫu vải

MMD

Giá trị độ lệch trung bình của hệ số ma sát

MW

Khối lượng phân tử

NF

Tiêu chuẩn pháp
5


NMA

N-methylolacrylamide

OD

Mật độ quang học

OWB

On weight of bath

OWF

On weigh of fabric

PET

polyester terphtalate

PPM

Một phần triệu

RC

Khả năng phục hồi biến dạng nén

RNA

Ribonucleic acid

RT

Phục hồi biến dạng kéo

SARS

Severe acute respiratory syndrome

SEM

Scanning Electronic Microscopy

SHP

Natri hypophótphite

SMD

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

To

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

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
Tm

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

UV

Ultra violet

UV-VIS Ultra violet- visible
WC

Năng lượng nén trên một đơn vị diện tích

WPU

Wet pick-up

WT

Năng lượng kéo trên một đơn vị iện tích

XL

Mẫu xử lý

XLKK Xử lý kháng khuẩn

6


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1: Vai trò kháng khuẩn của N+
Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của
Hình 1.3: Cấu tạo hóa học của Chitosan
Hình 1.4: Hình thái cấu trúc của xơ bông
Hình 1.5: Công thức hóa học của xenlulo
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý ngấm ép chất kháng khuẩn
Hình 1.7: Bộ phận vào vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.8: Bộ phận ngấm ép của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.9: Bộ phận văng khổ, chỉnh canh của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.10: Trục ren giãn biên của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.11: Trục lông đề vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.12: Bộ phận buống sấy-gia nhiệt của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 1.13: Bộ phận ra vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Hình 2.1: Thiết bị kiểm tra đa năng AND
Hình 2.2: Thiết bị đo độ thoáng khí
Hình 2.3: Thiết bị đo độ thông hơi của vải
Hình 2.4: Thiết bị đo độ rủ của vải
Hình 2.5: Dụng cụ xác định góc hồi nhàu

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


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

8

MỞ ĐẦU
Chúng ta đang sống trong một thế giới mà các thành tựu về khoa học công nghệ được đổi
mới không ngừng. Các thành tựu khoa học và công nghệ đạt được khi các nhà khoa học
theo đuổi để giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống hoặc đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của con người. Những thành công về khoa học và công nghệ trong ngành
dệt may cũng không nằm ngoài qui luật đó. Bên cạnh việc nâng cao và hoàn thiện chất
lượng vải may mặc dân dụng thì vải may mặc có chức năng đặc biệt như kháng khuẩn,
chống mùi hôi, chống tia UV…cũng đã xuất hiện và ngày càng phát triển.
Trong khoảng vài năm trở lại đây, đã liên tục xuất hiện nhiều loại bệnh dịch với
phạm vi lan rộng toàn cầu như dịch SARS, dịch cúm gia cầm… khiến nhu cầu cần được
bảo vệ của người tiêu dùng và những người hoạt động trong lĩnh vực y tế như: bác sỹ,
nhân viên y tế…chống lại các vi khuẩn gây bệnh ngày càng tăng. Hơn nữa môi trường
không khí ô nhiễm kết hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta cũng là những
nguyên nhân làm gia tăng dịch bệnh. Đây là các lý do để sản phẩm vật liệu dệt kháng
khuẩn sẽ ngày càng tăng cả về chủng loại, số lượng, chất lượng nhằm thỏa mãn nhu cầu
của người tiêu dùng.
Ở Việt Nam những năm gần đây, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm dệt may kháng
khuẩn cũng tăng rất mạnh. Nhưng phần lớn các sản phẩm này đều phải nhập từ nước
ngoài với giá thành cao. Khoảng 5 năm trở lại đây đã có một số công trình nghiên cứu về
vải kháng khuẩn tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội tuy nhiên các nghiên cứu này đều
phải sử dụng hóa chất kháng khuẩn nhập ngoại với giá thành cao nên vải kháng khuẩn
chưa thể trở thành sản phẩm đại trà thông dụng. Điều này đã và đang đặt ra một câu hỏi
cho ngành dệt Việt Nam về khả năng sản xuất vật liệu dệt kháng khuẩn có giá thành phù
hợp đáp ứng đông đảo nhu cầu của người tiêu dùng trong nước cũng như xuất khẩu. Đây
là vấn đề thời sự, là yêu cầu thực tế cần giải quyết.
Để bảo vệ người sử dụng chống lại vi khuẩn có hại từ bên ngoài bằng vải dệt
kháng khuẩn thì trước tiên phải hiểu được cơ chế kháng khuẩn của vải với các tác nhân
kháng khuẩn khác nhau, phải đánh giá đầy đủ được các tính chất của vải sau xử lý kháng
khuẩn thấy được ưu nhược điểm của các loại vải kháng khuẩn để từ đó mới có thể làm

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

9


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

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

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

OH

Deaxetyl hóa

O
HO

H

NHAc

O n

H

OH
O

©¢eacetyl hoa
HO

H

NH2

O n

Chitosan

Chitin

Chitin có thành phần chính là vỏ của các loài giáp xác như tôm, cua, bộ
xương ngoài của các động vật thân mềm và côn trùng, thành tế bào của một số loài
nấm. Đây chính là nguyên liệu để điều chế chitosan.
Chitosan được nghiên cứu khoảng 30 năm trở lại đây, được ứng dụng rộng
rãi bởi có nhiều ưu điểm như: có khả năng tự phân huỷ, tính sinh học, khả năng
kháng khuẩn, không độc tố, nhiều đặc tính tốt về cơ lý hoá [6].
Chitosan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: dược phẩm, y
tế, sản xuất giấy, nhuộm hoàn tất trong ngành dệt, tạo xơ, xử lý nước thải, công
nghệ sinh học, mỹ phẩm, xử lý thực phẩm và nông nghiệp.
Xử lý kháng khuẩn cho vật liệu dệt sử dụng chitosan có ý nghĩa về mặt sinh
thái môi trường nên có nhiều lợi thế. Chitosan là một polyme sinh học tự nhiên có

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

10


Hình 1.1: Vai trò kháng khuẩn của N+

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

11


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

chitosan rất có lợi ích về mặt thương mại cũng như là một nguồn vật chất tự nhiên
do tính chất đặc biệt của chúng như tính tương thích về mặt sinh học, khả năng hấp
thụ, khả năng tạo màng và giữ các ion kim loại.

Hình 1.3: Cấu tạo hóa học của Chitosan
Màu của vỏ giáp xác hình thành từ hợp chất của chitin (dẫn xuất của 4-xeton và
4,4’ di xeton-ß-carotene ). Bột chitosan có dạng hơi sệt trong tự nhiên và màu sắc
của nó biến đổi từ vàng nhạt đến trắng trong khi tinh bột và xenlulo lại có cấu trúc
mịn và màu trắng.
1.1.2 Tính chất của chitosan
Mức độ deacetyl hóa
Deacetyl hóa (DD) là tỷ lệ glucosamine đơn phân tử còn sót lại trong Chitin.
Nó ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và tính tan của Chitin. Theo quy ước, Chitin
và Chitosan được phân biệt qua khả năng hòa tan của nó trong dung dịch nước hay
axit. Khi Chitin được deacetyl hóa đến một mức độ nào đó nó có khả năng hòa tan
12


trong axit và được gọi là Chitosan. Quá trình deacetyl hóa điển hình của Chitin liên
quan tới phản ứng của Chitin dạng bột hoặc dạng vảy trong dung dịch NaOH 4050% ở 100-120oC trong vài giờ để thủy phân liên kết N- acetyl. Lặp lại quá trình
trên có thể cho giá trị deacetyl hóa lên tới 90% nhưng deacetyl hóa hoàn toàn
không bao giờ đạt được chỉ bằng quá trình deacetyl hóa không đồng nhất mà không
thông qua biến đổi. Chitosan deacetyl hóa gần 100% có thể đạt được bằng phương
pháp xử lí kiềm với dạng gel thay vì dạng bột của Chitosan.
Một số phương pháp được sử dụng để đo DD như máy quang phổ IR, UV,
vòng lưỡng sắc, máy quang phổ H NMR, chuẩn độ theo điện thế, chuẩn độ theo HI
Phương pháp sử dụng quang phổ hồng ngoại thường được sử dụng để thiết lập các
giá trị mức độ acetyl hóa của chitosan. Phương pháp này rất nhanh và không giống
những phương pháp quang phổ khác nó không đòi hỏi mẫu phải tinh chế, và không
cần hòa tan mẫu vào dung dịch. Tuy nhiên phương pháp này sử dụng đường chuẩn

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


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

nhiệt, hấp khử trùng, siêu âm) và hóa học (xử lý bằng ozon), trừ quá trình làm lạnh
thì nó sẽ giảm khi thời gian và nhiệt độ xử lý tăng. Dung dịch Chitosan bảo quản ở
4°C được cho là ổn định nhất.
Khả năng hòa tan
Khả năng hòa tan của Chitosan rất quan trọng trong việc ứng dụng của nó.
Cả Chitin và Chitosan đều không hòa tan trong nước trung tính. Chitosan dễ hòa
tan hơn Chitin, có thể hòa tan trong dung dịch muối khoáng và các dung dịch axit
pH dưới 6,0. Các acid hữu cơ như acetic, formic và lactic thường được sử dụng để
hòa tan chitosan. Thường sử dụng nhất là dung dịch Chitosan 1% tại pH 4.0.
Chitosan cũng tan trong dung dịch HCl 1% nhưng không tan trong H 2SO4 và
H3PO4. Dung dịch acid acetic nồng độ cao tại nhiệt độ cao có thể dẫn đến
depolymer hóa chitosan. Ở pH cao, có thể xảy ra hiện tượng kết tủa hoặc đông tụ
nguyên nhân là do hình thành hỗn hợp poly-ion với chất keo anion.
Tỉ lệ nồng độ giữa chitosan và acid rất quan trọng. Ở nồng độ dung môi hữu
cơ cao hơn 50%, chitosan vẫn hoạt động như là một chất gây nhớt giúp cho dung

14


dịch mịn. Tính tan của dung dịch bị ảnh hưởng chủ yếu bởi mức độ deacetyl hóa ,
mức độ deacetyl hóa trên 85% để đạt được tính tan mong muốn.
1.6.

Khái quát về vải bông

1.2.3 Hình thái và thành phần hóa học của xơ bông
Các công trình nghiên cứu về hình thái học và cấu trúc vật lý của xơ bông khá
phong phú. Trong các tài liệu [3,4] các tác giả đều cho rằng mỗi xơ bông là một tế
bào đơn, có hình dải dẹt, có nhiều nếp xoắn, đầu gắn với hạt nhẵn, còn đầu kia
khép kín và nhọn. Tiết diện ngang của xơ có hình hạt đậu, trong lõi có một rãnh

nhỏ (Hình 1.4).

a
b
c
d

Hình 1.4: Hình thái cấu trúc của xơ bông

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


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

Tính chung cho cả xơ

học
α xenlulô
Sáp, mỡ
Protein

Pectin
Tro (muối khoáng)
Các chất khác

(%)
94
0,6
1,3
1,2
1,2
1,7

Tính cho thành bậc nhất
(%)
54
8
14
9
3
12

m
Hình 1.5: Công thức hóa học của xenlulo

1.2.4 Đặc tính chung của vải bông
Vì xơ bông có thành phần chủ yếu là xenlulo nên các tính chất của vải bông gắn
liền với các tính chất của xenlulo [3,4]. Xenlulo có công thức hóa học là (C6H10O5)n
trong công thức (hình 1.5) có thể thấy rõ trong mỗi vòng cơ bản của đại phân tử
xenlulo đều có ba nhóm hydroxyl (OH) tại các vị trí cacbon 2, 3 và 6. Chính những
nhóm chức này giúp cho xenlulo có khả năng hút ẩm tốt và thể hiện khả năng phản

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


1.7.

Một số phương pháp hoàn tất đưa chitosan lên vải bông

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

1.3.4 Phương pháp ngấm ép
Trong phương pháp này, để đưa chất hoàn tất lên vải phải chuẩn bị một
máng chứa dung dịch có chứa hóa chất với nồng độ chất hoàn tất nhất định, chất trợ
để hóa chất hoàn tất có thể thâm nhập vào sâu kết cấu của vật liệu dễ dàng và
nhanh nhất. Máng dung dịch có nhiệt độ và độ pH phù hợp phụ thuộc vào công
nghệ cụ thể.

17
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý ngấm ép chất kháng khuẩn


Trên hình 1.6 là sơ đồ nguyên lý ngấm ép chất hoàn tất trong đó:
1. Vải
2. Các trục dẫn
3. Máng chứa dung dịch
4. Dung dịch
5. Các cặp trục ép
6. Trục dẫn vải trong máng
Ngoài hai sơ đồ nguyên lý trên, còn có nhiều sơ đồ nguyên lý khác tuy nhiên về
nguyên lý cơ bản là giống nhau đó là vải được các trục dẫn đưa qua máng dung
dịch chứa chất hoàn tất sau đó đi qua cặp trục ép với một mức ép nhất định để hóa
chất thấm sâu vào bên trong xơ sợi, sau đó vải sẽ được sấy khô và gia nhiệt ở nhiệt
độ thích hợp để hóa chất liên kết với vải. Đây cũng là phương pháp xử lý hoàn tất
phù hợp với thực tế sản xuất của ngành dệt Việt Nam
Ngoài hai phương pháp trên còn có một số phương pháp khác có thể đưa hóa chất
lên vải như phương pháp tráng phủ, phun sương… tuy nhiên các phương pháp này
không phù hợp và không khả thi trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam nên trong quá
trình nghiên cứu đề tài sẽ không đề cập tới.
1.8.

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

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


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

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

có bằng cao su. Việc cấp dung dịch hoàn tất vào máng ngấm ép có thể được cấp
trực tiếp từ bên ngoài hoặc từ bồn chứa của dây chuyền thiết bị.

Hình 1.8: Bộ phận ngấm ép của hệ thống xử lý hoàn tất vải
+ Bộ phận văng khổ, chỉnh canh (Hình 1.9)

Hình 1.9: Bộ phận văng khổ, chỉnh canh của hệ thống xử lý hoàn tất vải
Bộ phận này có nhiệm vụ lấy lại khổ vải theo yêu cầu công nghệ, chỉnh sợi ngang
vuông góc với sợi dọc. Bộ phận này gồm có một số cụm chi tiết sau:
20


* Xích và đường văng:
Máy có hai vòng xích chuyển động tuần hoàn vô tận trên hai đường văng, nằm trên
hai mặt phẳng thẳng đứng song song với nhau. Hai đĩa xích cuối máy là hai đĩa
xích chủ động, hai đĩa xích đầu máy là hai đĩa xích bị động, đồng thời có thể chỉnh
được để làm căng, chùng xích nhờ một hệ thống đai ốc – vít me. Mỗi vòng xích tựa
trên hai đường văng một đường đi, một đường về. Mỗi đường văng có hai công tắc
hành trình để giới hạn biên độ dao động của đường văng. Đường văng làm bằng
thép chịu mài mòn, làm đường trượt cho dây xích. Đường văng được đặt trên giá
đỡ, có thể trượt trên khung máy. Khi cần thay đổi khoảng cách miệng kẹp cho phù
hợp khổ vải dùng mô tơ để quay vít me.
* Miệng kẹp hoặc bàn ghim:
Có nhiệm vụ kẹp biên vải. Khi dây xích chuyển động làm cho các các miệng kẹp
và bàn kim được bắt chặt trên dây xích cũng chuyển động theo. Khi điều chỉnh
khoảng cách đường văng thì khoảng cách giữa dây xích cũng thay đổi và do đó sẽ
điều chỉnh được khổ vải.
* Trục ren giãn biên (Hình 1.10):
.

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


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

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

22


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

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

23


Hệ thống ra vải dạng lá nhờ hai trục lăn giúp chải vải thành từng lớp trên xe đẩy để
chuyển sang bộ phận kiểm vải và đánh thành những cuộn vải thành phẩm có chiều
dài theo xác định.
Bên cạnh đặc điểm chung của các hệ thống thiết bị tại các doanh nghiệp mà
đề tài đã khảo sát thì mỗi hệ thống thiết bị đều có những đặc điểm riêng cũng rất
cần thiết phải xem xét để thấy được ưu nhược điểm của từng dây chuyền cũng như
tính khả thi trước khi quyết định lựa chọn dây chuyền sẽ triển khai cho đề tài.
1.8.1. Đặc điểm hệ thống thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Dosimex
- Thiết bị Brucner do Đức sản xuất
- Thiết bị có khả năng tự động hóa cao, có thể đảm bảo chất lượng sản phẩm gia
công sản phẩm
- Với hệ thống sấy sáu buồng cho phép tăng khả năng công nghệ (thời gian sấy và
gia nhiệt có thể kéo dài với cùng một tốc độ chạy máy) của thiết bị
- Chỉ có một cặp trục ép gồm hai trục nên sẽ khó khăn hơn trong việc điều chỉnh
mức ép hay cần xử lý hoàn tất kép mà dung dịch ngấm ép không thể pha chung vào
một máng.
- Hệ thống thiết bị phù hợp hơn khi gia công hàng dệt kim (Công đoạn ngấm ép
được doanh nghiệp thực hiện trên thiết bị khác)
1.8.2. Đặc điểm hệ thống thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Hà Nội
- Thiết bi do Công ty cơ khí thành phố Hồ Chí Minh chế tạo
- Hệ thống tự động chưa cao, chất lượng sản phẩm gia công còn hạn chế
- Có ba buồng sấy, nhiệt độ gia nhiệt thấp do đó khả năng công nghệ bị hạn chế
- Chỉ có một cặp trục ép gồm hai trục, bề mặt trục cao su bị lão hóa nhiều nên rất
cứng, khả năng ngấm ép không tốt
- Giá gia công thấp, nhưng chất lượng khó ổn định
1.8.3. Đặc điểm hệ thống thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty Haprosimex
- Thiết bị Dong Young do Hàn Quốc sản xuất

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

24


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

Kết luận

Qua phần nghiên cứu tổng quan, đề tài quyết định thực hiện:
- Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ xử lý hoàn tất cho vải bông bằng
chitosan tại công ty CP dệt lụa Nam Định trên hệ thống thiết bị của hãng Santalucia
do Italia sản xuất.
- So sánh đánh giá tổng hợp chất lượng của vải sau xử lý hoàn tất bằng
chitosan với chất lượng vải trước khi xử lý.

Chương II. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
25