Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý kháng khuẩn cho vải pêcô

/..

Đ ào anh tuấn

Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học bách khoa hà nội
----------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học
Công nghệ dệt may

ngành: Công nghệ dệt may

nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý
kháng khuẩn cho vải Pêcô

Đào Anh TuÊn
2004 – 2006
Hµ Néi
2006

Hµ néi 2006


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Lời cam đoan
Tác giả xin cam đoan, những nội dung đoan những nội dung được

trình bày trong luận văn đều do tác giả cùng các đồng nghiệp tìm tòi nghiên
cứu, và tác giả tự trình bày ra, không có sự sao chép từ các luận văn khác.
Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những nội dung,
hình ảnh cũng như các biểu bảng được trình bày trong luận văn.
Người thực hiện

Đào Anh Tuấn

đào anh tuấn

1

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt – May & Thêi

Mơc lơc
Lêi cam ®oan .................................................................................................. 1
Mơc lơc ........................................................................................................... 2
Danh sách các ký hiệu, các chữ viết tắt. ......................................................... 5
Danh mục các bảng ........................................................................................ 7
Danh mục các hình vẽ đồ thị: ......................................................................... 8
Phần mở đầu ................................................................................................. 10
Chương 1: Tổng quan về công nghệ xử lý kháng khuẩn .............................. 15
1.1

Giới thiệu chung về vải kháng khuẩn ............................................. 16

1.1.1

Nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn ........................................... 16

I.1.2

Phân loại vải kháng khuẩn ....................................................... 18

1.2

Bản chất của việc kháng khuẩn ...................................................... 22

1.2.1

Vi sinh vật ................................................................................ 22

1.2.2

Bản chất tạo tính kháng khuẩn cho vải .................................... 24

1.3

Các kỹ thuật xử lý kháng khuẩn cho vật liệu dệt ........................... 26

1.3.1
1.3.2

Tạo cho xơ có tính kháng khuẩn.............................................. 26

Gắn chất kháng khuẩn lên vật liệu dệt ........................................ 29

1.3.3 Tạo màng bảo vệ cho vải .............................................................. 34
1.4

Hoá chất kháng khuẩn và cơ chế kháng khuẩn .............................. 38

1.4.1

Chất kháng khuÈn gèc triclosan .............................................. 38

1.4.2

ChÊt kh¸ng khuÈn gèc Silicon ............................................... 39

1.4.3

Chất kháng khuẩn được chế tạo từ hợp chất bạc ................... 41

1.4.4

Chất kháng khuẩn có nguồn gốc Chitosan tự nhiên ............... 42

1.5

Lựa chọn hoá chất và kỹ thuật xử lý kháng khuẩn ......................... 47

1.5.1

Mục đích sử dụng của sản phẩm.............................................. 47

1.5.2

Điều kiện thiết bị tại Việt Nam ............................................... 49

đào anh tuấn

2

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

1.5.3
1.6

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Công nghệ xử lý kháng khuẩn ................................................. 50

Kết luận phần tổng quan ................................................................. 51

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................ 53
2.1

Nội dung nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu............................... 54

2.1.1

Nội dung nghiên cứu .............................................................. 54

2.1.2

Đối tượng nghiên cứu ............................................................. 55

2.2

Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 56

2.2.1

Phương pháp thực nghiệm xử lý kháng khuẩn cho vải Pê/Cô 56

2.2.1.1 Thiết bị ................................................................................. 56
2.2.1.2 Quá trình thí nghiệm. ........................................................... 56
2.2.2

Phương pháp thực nghiệm xác định khả năng, độ bền kháng

khuẩn của vải bằng phương pháp vi sinh............................................... 57
2.2.2.1 Thiết bị ................................................................................. 57
2.2.2.2 Quá trình thí nghiệm ............................................................ 57
2.2.3 Phương pháp thực nghiệm xác định khả năng kháng khuẩn của vải
bằng phương pháp hóa học. ................................................................... 59
2.2.3.1 Thiết bị thí nghiệm:................................................................ 59
2.2.3.2 Quy trình thí nghiệm .............................................................. 59
2.2.4 Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm ..................................... 62
2.2.4.1 Giới thiệu mô hình hoá thực nghiệm ..................................... 62

2.2.4.2 Thiết kế thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch tổ hợp trung
tâm...................................................................................................... 64
Bảng 2.2: Bảng số liệu thiết kế mô hình thí nghiƯm Box-Wilson ..... 67
2.2.4.3 Xư lý kÕt qu¶ thÝ nghiƯm ....................................................... 67
Chương 3: Kết quả vả bàn luận .................................................................... 75
3.1

Các kết quả thực nghiệm ................................................................ 76

3.1.1 Phương pháp hoá học ................................................................... 76

đào anh tuấn

3

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

3.1.2 Bằng phương pháp vi sinh học...................................................... 84
3.2

Bàn luận kết quả thực nghiệm ........................................................ 90

3.2.1 Phương pháp hóa học ................................................................... 90
3.2.2.

Đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu dệt bằng phương

pháp vi sinh............................................................................................ 97
3.3

Kết luận ........................................................................................ 102

Kết luận chung ........................................................................................... 105
Tài liệu tham khảo ...................................................................................... 107
Phụ lục ........................................................................................................ 111

đào anh tuấn

4

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Danh sách các ký hiệu, các chữ viÕt t¾t.
Kí hiệu
AK
AK 0

AK 24

AK5
AK5 0

AK5 24
AT
AT 0

AT 24
AT5
AT5 0

AT5 24
BPB

Ý nghĩa
Vải dệt kim xử lý bằng AEM5772/5 không lần giặt
Số vi khuẩn có trên mẫu vải kim xử lý bằng AEM5772/5
không lần giặt sau 0 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Số vi khuẩn có trên mẫu vải kim xử lý bằng AEM5772/5
không lần giặt sau 24 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Vải dệt kim xử lý bằng AEM5772/5 sau năm lần giặt
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt kim xử lý bằng
AEM5772/5 sau năm lần giặt ở 0 giờ tiếp xúc
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt kim xử lý bằng
AEM5772/5 năm lần giặt sau 24 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Vải dệt thoi xử lý bằng AEM5772/5 không lần giặt
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt thoi xử lý bằng
AEM5772/5 không lần giặt sau 0 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt thoi xử lý bằng
AEM5772/5 không lần giặt sau 24 giờ tiếp xúc

Vải dệt thoi xử lý bằng AEM5772/5 sau năm lần giặt
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt thoi xử lý bằng
AEM5772/5 năm lần giặt sau 0 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Số vi khuẩn có trên mẫu vải dệt thoi xử lý bằng
AEM5772/5 năm lần giặt sau 24 giờ tiếp xúc vi khuẩn
BromoPhenol Blue

C

Vải 100% cotton đối chứng

C0

Số vi khuẩn cú trờn mu vi i chng Cotton 100% sau

đào anh tuấn

5

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

0 gi tip xỳc
C 24
N

N0

N 24
VSV

đào anh tuÊn

Số vi khuẩn có trên mẫu vải đối chứng Cotton 100% sau
24 giờ tiếp xúc vi khuẩn
Vải kháng khuẩn của Nhật
Số vi khuẩn có trên mẫu vải Nhật sau 0 giờ tiếp xúc vi
khuẩn
Số vi khuẩn có trên mẫu vải Nht sau 24 gi tip xỳc vi
khun
Vi sinh vt

6

luận văn th¹c sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Danh mục các bảng
Bảng 2.1:

Số liệu liên hệ giữa mật độ quang học và nồng độ dung dịch

Bảng 2.2:

Bảng số liệu thiết kế mô hình thí nghiệm Box-Wilson

Bảng 2.3:

Bảng số liệu tính toán phương trình hồi quy

Bảng 3.1:

Kết quả đo mật độ quang học của các mẫu khi mới xử lý

Bảng 3.2:

Bảng khối lượng BPB đà liên kết với vải

Bảng 3.3:

Bảng kết quả thí nghiệm tính hàm lượng BPB sau xử lý

Bảng 3.4:

Bảng mà hoá các thông số thí nghiệm

Bảng 3.5:

Kết quả đo mật độ quang học của các mẫu khi sau 4 lần giặt

Bảng 3.6:

Bảng khối lượng BPB đà liên kết với vải (mẫu sau 4 lần giặt)

Bảng 3.7:

Bảng kết quả thí nghiệm tính hàm lượng BPB sau xử lý (với
mẫu sau 4 lần giặt)

Bảng 3.8:

Bảng mà hóa các mẫu thí nghiệm

Bảng 3.9:

Số lượng vi khuẩn của các mẫu ở 0 và tại 24 giờ và của các
mẫu tương ứng.

Bảng 3.10: Bảng kết quả tính toán các hệ số R, B, D

đào anh tuấn

7

luận văn thạc sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Danh mục các hình vẽ đồ thị:
Hình 1.1:

Vi sinh vật tồn tại xung quanh chúng ta

Hình 1.2:

Kích thước rất nhỏ của VSV

Hình 1.3:

Sự sinh trưởng và phát triển nhanh chóng của VSV

Hình 1.4:

Hoạt động của con người tạo ra độ ẩm, giúp VSV phát triển

Hình 1.5:

Các chất kháng khuẩn bao vây, phá màng tế bào VSV, giết chết
VSV

Hình 1.6:

Các chất kháng khuẩn bao vây VSV, không cho VSV phát triển

Hình 1.7:

KT4, Nguyên lý ngấm ép chất kháng khuẩn

Hình 1.8:

Các nguyên lý ngấm ép

Hình 1.9:

Sơ đồ công nghệ máy Jet

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý tráng phủ trực tiếp dao gạt
Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý tráng phủ gián tiếp dùng dao gạt
Hình 1.12: Công thức cấu tạo của AEM 5772
Hình 1.13: Liên kết của vải AEM vơi vật liệu dệt
Hình 1.14: Chất kháng khuẩn AEM 5772 tấn công màng tế bào
của vi khuẩn
Hình 1.15: ION bạc diệt khuẩn hiệu quả
Hình 1.16:

Chitosan sẽ bảo vệ con người khỏi vi khuẩn

Hình 1.17: Cấu tạo hoá học của cellulose
Hình 1.18: Quá trình tinh chế Chitosan
Hình 1.19: Cấu trúc hoá học của NMA HTCC
Hình 1.20: Các gốc liên kết với Chitosan để tạo ra NMA HTCC
Hình 1.21: Vai trò kháng khuẩn củ N+
Hình 1.22: Phản ứng của NMA HTCC với Cellulose (a) và nước (b)
đào anh tuấn

8

luận văn th¹c sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Hình 1.23: Các nhân viên y tế luôn phải tiếp xúc với nguồn bệnh
Hình 2.1:

Máy ngấm ép D394A

Hình 2.2:

Biểu đồ tương quan giữa mật độ quang học và nồng độ dung
dịch BPB

Hình 3.1:

Đường cong sinh trưởng E.coli K12TG21

Hình 3.2:

Màn hình hiển thị nhập số liệu vào phần mềm

Hình 3.3:

Phương trình hồi quy được tính toán trên phần mềm

Hình 3.4:

Đồ thị thể hiện khi có sự thay đổi mức ép

Hình 3.5:

Đồ thị thể hiện khi có sự thay đổi nhiệt độ

Hình 3.6:

Đồ thị thể hiện khi có sự thay đổi thời gian

Hình 3.7:

Số lượng vi khuẩn trên vải ở 0 giờ trên các loại mẫu vải

Hình 3.8:

Số lượng vi khuẩn trên các mẫu vải sau 24 giờ tiếp xúc

Hình 3.9:

Tỷ lệ giảm vi khuẩn của các mẫu nghiên cứu so với các mẫu
đối chứng sau khoảng thời gian 24 giờ tiếp xúc

Hình 3.10:

So sánh số lượng vi khuẩn giữa mẫu nghiên cứu và mẫu đối
chứng sau 24 tiếp xúc với vải.

Hình 3.11: Tỷ lệ giảm khuẩn (R) của các mẫu ở 0 giờ và sau 24 giờ

đào anh tuấn

9

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Phần mở đầu
Chúng ta đang sống trong một kỷ nguyên mà các thành tựu khoa học
và công nghệ đều xuất hiện một cách hết sực mau lẹ và cũng được đổi mới
một các vô cùng nhanh chóng. Và thường những thành tựu khoa học và
công nghệ này, đạt được khi các nhà khoa học theo đuổi giải quyết các vấn
đề nảy sinh trong cuộc sống. Trong ngành dệt may nói riêng, quần áo luôn
là một trang phục tô đẹp và bảo vệ cho con người. Nói về chức năng bảo vệ
của quần áo, mục đích tạo ra quần áo, ban đầu chỉ là để bảo vệ con người
khỏi các cơn rét cắt da cắt thịt trong những mùa đông lạnh giá. Nhưng cho
đến ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, điều kiện làm
việc, điều kiện sống của con người thay đổi, đòi hỏi những yêu cầu bảo vệ
cao hơn của trang phục mặc của con người, trong cuộc sống cũng như trong
công việc, chẳng hạn như khi làm việc trong môi trường nhiệt độ cao thì đòi
hỏi có quần áo chống nhiệt, làm việc trong môi trường hoá chất độc hại thì
có trang phục bảo vệ có khả năng chống hoá chất, lính cứu hoả thì có quần
áo chống cháy, làm việc trong các bệnh viện truyền nhiễm thì đòi hỏi có

quần áo diệt khuẩn Bên cạnh đó, khi xà hội phát triển thì môi trường cũng
biến đổi, và sự biến đổi của môi trường này thường theo chiều hướng xấu,
không có lợi cho cuộc sống và sức khoẻ của con người. Chẳng hạn như nhiệt
độ của trái đất nóng lên do lượng khí thải được thải ra ngày càng nhiều từ
các nhà máy công nghiệp, làm nguy hại đến tầng ôzôn bảo vệ trái đất. Hoặc
như các dịch bệnh xẩy ra ngày các nhiều do sự ô nhiễm của các nguồn nước
ngầm, mà nguyên nhân chính cho sự ô nhiễm này là việc thải các hoá chất
độc hại một cách bừa bÃi của các nhà máy công nghiệp ngoài ra, còn một
số loại dịch bệnh khác mà không xác định được là xuất phát từ đâu như:

đào anh tuấn

10

luận văn thạc sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

dịch Sát năm 2003, dịch cúm da cầm bùng phát từ năm 2004 mà cho đến
nay vẫn chưa giải quyết dứt điểm được.
Bên cạnh việc tìm hiểu nguyên nhân và tìm ra cách giải quyết cho các vấn
đề nảy sinh, như các dịch Sát, dịch cúm, thì cần phải tìm cách bảo vệ con
người khi chưa loại bỏ hoàn toàn được các dịch này. Cũng như vậy, các bác
sĩ hay các nhân viên y tế hoạt động trong các bệnh viện, những người mà
hàng ngày phải tiếp xúc trực tiếp với các nguồn bệnh cũng cần phải được
bảo vệ, tránh khỏi những nguy hiểm từ các loại vi rút gây bệnh có trong môi

trường bệnh viện gây ra. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu khoa
học trong nước và trên thế giới, hoạt động trong lĩnh vực y tế và dệt may, đÃ
và đang nghiên cứu sản xuất ra những loại quần áo có khả năng ngăn chặn
được sự ảnh hưởng của các loại vi rút gây bệnh tới các bác sĩ, các nhân viên
y tế hoạt động trong bệnh viện nói riêng và con người trong các đợt dịch nói
chung. Loại quần áo này gọi là quần áo kháng khuẩn.
Việt Nam chúng ta là một nước thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, nằm gần
đường xích đạo. Chính do vị trí địa lý như vậy, nên khí hậu của đất nước
Việt Nam chúng ta cũng có những điểm rất đặc trưng, như có hai mùa rõ rệt
đó là mùa mưa và mùa khô, có độ ẩm cao. Chính điều kiện nhiệt độ và độ
ẩm của Việt Nam rất thích hợp cho nhiều loại sâu bệnh, vi rút phát triển.
Đặc biệt dân trí của nhân dân Việt Nam, nói chung là còn thấp, cho nên các
hoạt động vệ sinh, giữ gìn cảnh quan môi trường còn kém, kết hợp với điều
kiện khí hậu như vậy, nên rất dễ phát sinh ra các loại dịch bệnh ảnh hưởng
đến con người. Không những vậy, do khí hậu chung của cả nước, môi
trường trong các bệnh viện cũng rất dễ gây phát tán ra bên ngoài và gây ảnh
hưởng đến nhân viên y tế nói riêng và cộng đồng dân cư quanh khu vực
bệnh viện nói chung. Chính vì điều này, các nhân viên y tế rất cần được bảo

đào anh tuấn

11

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

vệ bằng những trang phục, khi hoạt động trong các điều kiện công việc đặc
biệt.
Nói chung quần áo kháng khuẩn đà được các nhà nghiên cứu khoa học trên
thế giới nghiên cứu sản xuất nhiều. Xong để sử dụng được một bộ trang
phục loại này, nhà nước và bộ y tế phải bỏ ra một khoản kinh phí không
nhỏ. Trong khi đó, chúng ta cần một lượng rất lớn các trang phục loại này,
do đó nếu nhập khÈu hoµn toµn tõ n­íc ngoµi, chi phÝ nµy lµ không nhỏ, hơn
nữa chúng ta phải dùng ngoại tệ để mua. Do vậy việc sản xuất được trong
nước là một yêu cầu rất cấp thiết.
Để sản xuất được ở trong nước, phải tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường
cũng như tình trạng thiết bị mà chúng ta có. Đề tài này nêu lên vấn đề
nghiên cứu công nghệ xử lý kháng khuẩn cho vải. Trong điều kiện thiết bị
sẵn có tại các nhà máy dệt của Việt Nam, đề tài sẽ chỉ ra công nghệ xử lý
phù hợp để có thể sản xuất vải kháng khuẩn tại Việt Nam.
Đề tài được phân bổ theo các phần như sau:
Chương I: Tổng quan về công nghệ xử lý kháng khuẩn.
- Giới thiệu chung về vải kháng khuẩn, nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn,
cũng như các loại vải kháng khuẩn hiện nay đang được sử dụng.
- Bản chất của việc kháng khuẩn cho vải, tìm hiểu nguyên nhân sâu xa của
việc giết chết vi khuẩn hay hạn chế sự phát triển của vi khuẩn trên vải.
- Các kỹ thuật kháng khuẩn đang được sử dụng để tạo tính kháng khuẩn cho
vải. Trong phần này, giới thiệu các phương pháp tạo tính kháng khuẩn cho
vải, như tạo tính kháng khuẩn cho xơ sợi dệt vải, hoặc dệt vải rồi mới xử lý
kháng khuẩn cho vải. . .
- Các loại hoá chất có thể được sử dụng để tạo tính kháng khuẩn trên vải, và
cơ chế gắn các hoá chất đó lên vải.

đào anh tuấn

12

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

- Lựa chọn hoá chất và kỹ thuật xử lý kháng khuẩn. Dựa vảo những dữ liệu
đà phân tích ở trên, kết hợp với tình hình thiết bị và điều kiện thực tế tại Việt
Nam, đưa ra được công nghệ xử lý kháng khuẩn phù hợp cho vải.
Chương II: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu ở đây là mẫu vải dệt thoi Pê/Cô 65/35 của công ty
dệt mùng 8 tháng 3.
- Nội dung nghiên cứu: Tiến hành xử lý kháng khuẩn cho vải, bằng các thiết
bị như máy sấy ( ), máy định hình ( ) tại phòng thí nghiệm hoá dệt Trường
đại học Bách Khoa Hà Nội, trên thực tế các máy sản xuất này rất sẵn có
trong các nhà máy ở Việt Nam. Quá trình thí nghiệm với các mẫu vải được
tiến hành ở các nồng độ chất kháng khuẩn kh¸c nhau, víi c¸c møc Ðp kh¸c
nhau. KiĨm tra tÝnh kháng khuẩn của vải qua các lần giặt tại phòng thí
nghiệm chất lượng cao về vi sinh của Viện nghiên cứu công nghệ vi sinh và
thực phẩm.
- Phương pháp nghiên cứu: phương pháp thực nghiệm. Tiến hành thí nghiệm
theo đúng các tiêu chuẩn. Xây dựng mối quan hệ giữa nồng độ dung dịch và
khả năng kháng khuẩn, mối quan hệ giữa mức ép và khả năng kháng khuẩn
của vải, cũng như mối liên giữa nồng độ hoá chất, mức ép tới khả năng
kháng khuẩn cho vải.
Chương III: Kết quả và bàn luận

- Đánh giá khả năng kháng khuẩn của vải qua các mẫu vải được xử lý theo
các yếu tố công nghệ như thời gian, nhiệt độ và mức ép khác nhau.
- Xây dựng mối liên hệ giữa các yếu tố công nghệ và khả năng kháng khuẩn
của vải.

đào anh tuấn

13

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

- Lựa chọn được các thông số công nghệ tối ưu khi xử lý kháng khuẩn cho
vải để vải đạt được khả năng kháng khuẩn cao nhất cũng như độ bền kháng
khuẩn tốt nhất.
Luận văn được nghiên cứu và thực hiện tại phòng thí nghiệm hoá dệt khoa
Công nghệ Dệt May & Thời trang, phòng thí nghiệm công nghệ cao của
viện nghiên cứu công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Công ty
dệt 8/3, công ty nhuộm Yên Mỹ. Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện
đề tài này, tác giả đà nhận được sự hướng dẫn quý báu và sự chỉ bảo tận tình
của PGS. Lê Hữu Chiến, sự giúp đỡ tận tình của các cán bộ trong phòng thí
nghiệm Hoá Dệt và phòng thí nghiệm Công nghệ cao, ban giám đốc và nhân
viên công ty nhuộm Yên Mỹ. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý
báu đó.

đào anh tuấn

14

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Chương 1:
Tổng quan về công nghệ xử lý
kháng khuẩn

đào anh tuấn

15

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

1.1 Giới thiệu chung về vải kháng khuẩn
1.1.1

Nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn
Trong xu thế phát triển rất nhanh của khoa học công nghệ trên thế

giới, mức sống của con người ngày càng được nâng cao, và không chỉ còn
nhu cầu ăn no mặc ấm nữa, mà phải là yêu cầu ăn ngon mặc đẹp. Các yêu
cầu bảo vệ con người ngày càng được chú ý tới, tính mạng của con người
ngày càng được coi trọng, chăm sóc và bảo vệ một cách tốt nhất có thể. Khi
mức sống chung của con người được nâng cao, tự bản thân mỗi con người
cũng đều cảm thấy quý trọng cuộc sống của mình hơn, họ luôn phải chú ý
đến việc sống một cuộc sống lâu dài, luôn tự biết chăm sóc sức khoẻ, tránh
mọi bệnh tật có thể để kéo dài cuộc sống đó. Chính vì vậy họ luôn cần các
trang thiết bị để bảo vệ họ một cách hiệu quả nhất. Quần áo kháng khuẩn là
một trong những trang thiết bị đó.
Quần áo kháng khuẩn có chức năng diệt khuẩn, hoặc ngăn chặn
phòng ngừa sự xâm nhập của các loại vi khuẩn tấn công cơ thể con người.
Vì vậy quần áo kháng khuẩn sẽ trở nên thực sự cần thiết cho tất cả mọi
người khi xẩy ra dịch bệnh. Nó sẽ giúp bảo vệ con người bằng cách ngăn
cản sự tấn công của các loại vi khuẩn vi rút gây ra dịch bệnh. Mặt khác
chúng ta dễ dàng có thể thấy sự nhanh chóng biến đổi của môi trường sống
chung quanh chúng ta, sự thay đổi này chính là do con người chúng ta tạo
ra, khi mà hàng ngày có nhiều triệu tấn khí thải được thải vào bầu khí
quyển, có hàng ngàn héc ta rừng bị chặt phá., mưa bÃo, lũ ngập lụt rồi
hạn hán xẩy ra liên tục và ở khắp mọi nơi trên thế giới, những thiên tai này
không những gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của người dân tại khu
vực bị ảnh hưởng, mà nó còn gây ra những tai hoạ tiềm tàng, chẳng hạn như
các dịch bệnh, các loại bệnh truyền nhiễm.. Để giải quyết các vấn đề này,
đương nhiên các bác sĩ, các nhân viên y tế, những người được giao nhiệm vụ
đào anh tuấn

16

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

đến xử lý bệnh tật, phải trực tiếp thâm nhập thực tế, đi vào những vùng có
dịch bệnh để xử lý. Và để tránh cho những người này bị nhiễm bệnh, cũng
như tránh việc phát tán lây truyền, thì những nhân viên này cần được trang
bị các trang phục có khả năng ngăn ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn, vi rút
vào cơ thể, cũng như sự tồn tại của chúng trên các trang phục là không được
phép, để tránh việc phát tán chúng ra những môi trường khác. Tương tự như
vậy, môi trường trong bệnh viện cũng là một môi trường cần quan tâm đặc
biệt, vì trong môi trường này luôn tiềm ẩn mầm mống gây bệnh rất lớn, với
số lượng và chủng loại vi khuẩn rất phong phú và đa dạng. Do vậy để hạn
chế sự phán tán, cũng như lây truyền, truyền nhiễm của bệnh tật, các nhân
viên y tế, bác sĩ, y tá.. cần phải được trang bị các loại trang phục có khả
năng tiêu diệt các loại khuẩn cũng như chống lan truyền, phát tán của các
loại vi khuẩn gây bệnh.
Gần tương đồng với lĩnh vực y tế, là các lĩnh vực công nghiệp khác,
như công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thực phẩm. Trong những môi
trường công nghiệp này, điều kiện sản xuất cũng chính là một trong những
yếu tố giúp phần cho sự phát triển của các loại vi khuẩn, trong đó có những
loại vi khuẩn gây bệnh, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người lao
động. Ngoài ra, thì các loại vi khuẩn này có thể lây nhiễm, lan truyền từ
công đoạn này, sang công đoạn khác thông qua các hoạt động di chuyển của

người lao động, gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, và lµ mét
mèi lo, ngn bƯnh tiỊm Èn cho ng­êi sư dụng. Do vậy trong các lĩnh vực
này, cũng rất cần có các trang phục bảo vệ khỏi các loại vi khuẩn trong quá
trình làm việc, và quần áo kháng khuẩn là một trong những loại như vậy.
Ngoài lĩnh vực y tế, lĩnh vực công nghiệp thực phẩm và dược phẩm,
chúng ta cũng cần quan tâm đến một lĩnh vực khác, liên quan trực tiếp đến
đời sống của chúng ta, nó gắn bó mật thiết, và là một nhu cầu không thể

đào anh tuấn

17

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt – May & Thêi

thiÕu trong ®êi sèng con ng­êi, ®ã là lĩnh vực may mặc. Trong quá trình tồn
tại và phát triển của con người, có hàng ngàn loại vi khuẩn luôn sống ký
sinh trên da của con người. Chúng có thể gây ra các loại bệnh tật gây ảnh
hưởng trực tiếp đến con người, chúng cũng có thể tạo ra các chất gây khó
chịu cho con người trong quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng, như
việc tạo ra các mùi khó chịu, tạo ra các dịch bám vào do của con người..
chính vì vậy, các trang phục lót của con người chẳng hạn như quần áo lót,
tất, vớ, găng tay.. cần có những xử lý để tiêu diệt, hoặc không cho những
loại vi sinh vật này phát triển.
Qua các phân tích ở trên, chúng ta dễ dàng có thể nhận ra rằng, để

bảo vệ một cách tốt nhÊt cho cuéc sèng con ng­êi nãi chung, hay b¶o vệ
cho những người lao động trong các lĩnh vực cụ thể nói riêng, thì cần thiết
phải trang bị cho những người lao động đó những trang phục bảo vệ tốt
nhất, và quần áo kháng khuẩn là một trong những trang phục đó. Qua đó là
cũng có thể thấy rằng, nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn là rất lớn, nhằm
vào một số lĩnh vực mà số lượng người sử dụng là rất nhiều, và nhiều nhất
có lẽ là trong các lĩnh vực may mặc và y tế.

I.1.2 Phân loại vải kháng khuẩn
Trên thực tế, do lĩnh vực vải kháng khuẩn còn khá mới mẻ, không chỉ
đối với thị trường trong nước, mà còn ngay cả với các nước trên thế giới. Do
vậy, hiện nay việc phân loại phân chia các loại vải kháng khuẩn hiện vẫn
chưa được tiêu chuẩn hoá. T thc vµo tõng lÜnh vùc cơ thĨ, cịng nh­ các
công nghệ cụ thể, hoặc các ứng dụng cụ thể của các loại vải kháng khuẩn,
tác giả có thể phân chia vải kháng khuẩn theo một số tiêu chí như sau:

đào anh tuấn

18

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

a. Phân loại theo độ bền giặt của sản phẩm
Tuỳ thuộc mục đích sử dụng của sản phẩm, chẳng hạn như sử dụng

trong các đợt dịch cúm bùng phát, sử dụng cho các nhân viên y tế trong
bệnh viện, sử dụng cho người dân trong các vùng dịch bệnh mà ta có thể
phân loại ra các loại sản phẩm có độ bền giặt khác nhau. Và ta sẽ thực hiện
phân chia theo hai loại: quần áo kháng khuẩn sử dụng một lần, và quần áo
kháng khuẩn sử dụng nhiều lần.
- Với các loại quần áo kháng khuẩn sử dụng một lần ( không yêu cầu độ bền
giặt cao): thì thường được sử dụng trong các đợt dịch mang tính bùng phát,
xẩy ra bất ngờ, và chưa xác định được các loại vi rút vi khuẩn gây bệnh.
Trong các trường hợp này, do nhu cầu thực tế, các loại quần áo kháng khuẩn
được chỉ được dùng một lần. Sau khi sử dụng xong, để đảm bảo không có sự
truyền nhiễm của vi rút, vi khuẩn ra bên ngoài vùng dịch, các loại quần áo
này phải được xử lý ngay tại chỗ. Thực tế ta có thể thấy rằng, các đợt dịch
này thường không xẩy ra ở các thành phố lớn, những nơi mà có điều kiện để
xử lý các loại quần áo đà qua sử dụng, mà các đợt dịch lại thường xẩy ra ở
các vùng nông thôn, miền núi xa xôi. Do vậy, việc chuyên trở các trang
phục từ các nới xa xôi này, về đến thành phố lớn để xử lý thì quá là tốn
công, hơn nữa, trong quá trình vận chuyển, lại tạo điều kiện cho các loại vi
rút vi khuẩn gây ra đợt dịch có điều kiện phát tán ra ngoài vùng dịch, gây ra
một vùng dịch mới, và điều này là rất nguy hiểm. Do vậy, yêu cầu cần phải
xử lý ngay tại chỗ các trang phục này, do vậy ta thường dùng các trang phục
có độ bền giặt thấp ( do không phải giặt) trong các trường hợp này.
- Các loại quần áo sử dụng nhiều lần ( Độ bền giặt cao): Các loại quần áo
này, thường được trang bị cho các nhân viên y tế. Trong môi trường bệnh
viện, môi trường làm việc của các nhân viên y tế, luôn tồn tại các loại vi rút
vi khuẩn gây bệnh. Để đảm bảo cho sức khoẻ của các nhân viên y tế, cần
đào anh tuấn

19

luận văn thạc sĩ

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

phải trang bị cho họ những bộ trang phục có khả năng kháng khuẩn. Nhưng
nếu mỗi một lần mặc, lại trang bị một bộ quần áo kháng khuẩn khác nhau,
thì chi phí sẽ rất lớn, do vậy cần phải sử dụng các bộ quần áo kháng khuẩn
có khả năng tái sử dụng để giảm bớt chi phí. Hơn nữa, các bệnh viện lớn
thường nằm ở trung tâm, hoàn toàn đủ điều kiện để ta có thể xây dựng các
khu vực để xử lý ( giặt) các trang phục đà qua sử dụng, mà không sợ bị phát
tán vi khuẩn vi rút ra bên ngoài. Chính vì những lý do trên, ta hoàn toàn có
thể sử dụng các loại quần áo kháng khuẩn có độ bền giặt cao cho trường hợp
này.
b. Phân loại theo công nghệ tạo ra sản phẩm kháng khuẩn.
Trong cách phân loại này, tuỳ thuộc vào cách thức tạo ra vải kháng
khuẩn mà ta có thể chi theo các cách sau:
- Tạo ra vải kháng khuẩn từ xơ: với cách này, chất kháng khuẩn được đưa
trực tiếp vào trong dung dịch để đùn ép thành xơ. Đương nhiên với cách
này, thì chỉ áp dụng được với những loại xơ nhân tạo. Với các loại xơ này,
trước tiên, cần chuẩn bị dung dịch để kéo sợi, sau đó, cho thêm hoá chất
kháng khuẩn vào trong dung dịch này, các hoá chất kháng khuẩn sẽ được
hoà tan vào trong dung dịch, và trở thành một phần trong cấu trúc của xơ.
Do vậy, khi hình thành vải, thì bản thân các xơ trong các sợi của vải đà có
khả năng kháng khuẩn. Tất nhiên, không phải một trăm phần trăm xơ trong
sợi được tạo ra từ xơ kháng khuẩn, mà các xơ đó phải được pha trộn với xơ
bình thường theo một tỷ lệ nhất định nào đó. Cũng như vậy đối với số lượng
sợi có khả năng kháng khuẩn trong vải, tuỳ thuộc vào khả năng kháng

khuẩn của các sợi, cũng như yêu cầu của sản phẩm được tạo ra, mà tỷ lệ sợi
kháng khuẩn trong vải phải được thiết kế theo một yêu cầu nhất định nào
đó. Với công nghệ này, để tạo ra vải kháng khuẩn, thì độ bền kháng khuẩn

đào anh tuấn

20

luận văn thạc sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

của vải kháng khuẩn rất lớn. Độ bền kháng khuẩn sẽ tương đương với độ
bền sử dụng của vải.
- Gắn hoá chất kháng khuẩn lên vải: Với cách thức này, vải được xử lý để có
tính kháng khuẩn sau khi đà hình thành vải, hay việc xử lý kháng khuẩn cho
vải trong công đoạn hoàn tất. Lúc này, vải đà được hình thành, sau đó ta sẽ
thực hiện gắn hoá chất kháng khuẩn lên vải bằng nhiều phương pháp khác
nhau như: phương pháp tận trích ( ngâm tẩm), hoặc phương pháp ngấm ép.
Khi đó, hoá chất kháng khuẩn sẽ có các liên kết với vật liệu, và tạo cho vải
có tính kháng khuẩn. Với các phương pháp này, tuỳ thuộc vào loại hoá chất
kháng khuẩn sử dụng, cũng như tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng (
cotton, PET,..) mà độ bền kháng khuẩn, cũng như khả năng kháng khuẩn
của sản phẩm có kháng nhau.
- Tạo màng kháng khuẩn cho vải: Cũng như phương pháp gắn hoá chất
kháng khuẩn lên vải, thì phương pháp này cũng được hình thành ở công

đoạn hoàn tất, có nghĩa là sau khi vải đà được hình thành. Nhưng trong
phương pháp này thì có một điểm khác, đó là hoá chất kháng khuẩn không
liên kết trực tiếp với vải, mà sự liên kết với vải phải thông qua một tác nhân
khác, đó là keo dính. Hoá chất kháng khuẩn sẽ được đưa vào trong keo, và
hỗn hợp này sẽ được trải lên bề mặt vải, tạo thành một lớp mỏng. Lớp keo
có giữ hoá chất kháng khuẩn sẽ được liên kết với vải.
c. Phân loại theo hoá chất sử dụng
Tuỳ thuộc vào môi trường sử dụng sản phẩm, cũng như công nghệ xử
lý kháng khuẩn cho vải, mà ta có thể chọn các loại hoá chất kháng khuẩn
cho phù hợp. Căn cứ vào điều này ta có thể phân loại thành các loại sau:
- Chất kháng khuẩn gốc triclosan
- Chất kháng khuẩn gốc silicon
- Chất kháng khuẩn được tạo ra từ hợp chất bạc.
đào anh tuấn

21

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt – May & Thêi

- ChÊt kh¸ng khuÈn cã nguån gèc từ chitosan tự nhiên.

1.2 Bản chất của việc kháng khuẩn
1.2.1

Vi sinh vật [1][11] [14][17][27]

Để hiểu rõ về bản chất của việc kháng khuẩn ( kháng vi sinh vật), trước tiên
ta cần hiểu và có những kiến thức cơ bản về vi sinh vật. Vậy vi sinh vật là
gì? Chúng tồn tại
như thế nào? môi
trường sống của
chúng ra sao? Tại
sao chúng có thể
tồn tại được? Và
chúng có những
tác động gì đến
đời sống của con
người?
Hình 1.1: Vi sinh vật tồn tại xung quanh chúng ta

ĐÃ từ lâu, qua nhiều công trình nghiên cứu khoa học, các nhà khoa
học đà phát hiện, tìm ra và nghiên cứu về vi sinh vật. Thực chất, vi sinh vật
là những thực thể sống rất nhỏ, nó là một phần của cuộc sống hàng ngày
của con người. Nã cã nhiỊu d¹ng tån t¹i nh­: nÊm, mèc, men, vi khuẩn, và
chúng ta có thể tìm thấy ở bất cứ nơi đâu trong môi trường sống xung quanh
chúng ta, như ở trong không khí chúng ta thở, ở trên trang phơc chóng ta
mỈc, ë trong n­íc chóng ta ng, ở trong thức ăn chúng ta ăn, và thậm chí
nó còn tồn tại ngay trong bản thân con người của chóng ta. Nã cã thĨ trùc
tiÕp hay gi¸n tiÕp t¸c động vào cuốc sống của con người theo nhiều cách
khác nhau. Có loại vi sinh vật gây hại như: tạo ra mùi hôi trên trang phục và
đào anh tuấn

22

luận văn th¹c sÜ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

bản thân con người, phá huỷ trang phục, gây thương tích cho con người
và cũng có loại vi sinh vật có lợi
như: chúng phân huỷ thức ăn để
quá trình hấp thụ chât dinh dưỡng
của con người được nhanh chóng
và hiệu quả hơn, hoặc chúng giúp
cho các quá trình lên men diễn ra
nhanh hơn

Hình 1.2: Kích thước rất nhỏ của VSV

Nói chung, có những loại vi sinh vật gây hại, nhưng cũng có những
loại vi sinh vật có lợi, chúng luôn tồn tại song hành cùng cuộc sống của loài
người. Môi trường tồn tại của chúng cũng chính là môi trường sống của con
người, thậm chí việc hoạt động và trao đổi chất của con người còn tạo ra
những điều kiện
thuận

lợi

cho

chúng phát triển,
chẳng hạn như việc
hoạt động của hệ
thống

điều

tiết

trong cơ thể con
người, cụ thể như
việc thoát ra mồ
hôi, cũng là một

Hình 1.3: Sự sinh trưởng và phát triển nhanh chóng của VSV

trong những yếu tố làm cho điều kiện sống, môi trường sống của vi sinh vật
được thuận lợi hơn giúp chúng phát triển tốt hơn.
đào anh tuấn

23

luận văn thạc sĩ


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
trang

Khoa công nghệ Dệt May & Thời

Trong quá trình tồn tại trong môi trường xung quanh chúng ta, VSV
luôn được sinh ra, sinh trưởng, phát triển và chết đi với một tốc độ rất nhanh
chóng, cũng như với số lượng vô cùng nhiều. Chẳng hạn, với một mililít
dung dịch nuôi vi khuẩn E.Côli, chúng ta nuôi trong môi trường thuận lợi,
sau thời gian khoảng năm tiếng đồng hồ, số lượng của chúng có thể đạt đến
108 con trong một mililít. Chính vì sự thay đổi, sinh trưởng và phát triển
nhanh chóng như vậy, mà mặc dù kích thước của VSV là rất nhỏ, nh­ng ¶nh
h­ëng cđa nã tíi cc sèng cđa con ng­êi là rất lớn.

1.2.2

Bản chất tạo tính kháng khuẩn cho vải [5], [6], [8],
[27]
Như đà phân tích ở trên, môi trường sống của vi sinh vật chính là môi

trường sống của con người, và những hoạt
động của con người cũng tác động vào môi
trường sống của vi sinh vật, làm cho vi
sinh vật phát triển mạnh hơn. Vậy làm thế
nào để giết được vi sinh vật? Làm thế nào
để cho nó không phát triển được ở những
nơi mà con người không muốn nó phát
triển (như trên trang phục chẳng hạn)? Qua
phân tích về môi trường sống và điều kiện
người tạo ra ®é Èm, sèng cđa vi sinh vËt, ta
thÊy ®Ĩ giÕt được vi sinh vật hoặc hạn chết
sự phát triển của vi sinh vật, ta có thể thực

Hình 1.4: Hoạt động của con người
tạo ra độ ẩm, giúp VSV phát triển

hiện theo 2 phương pháp:

đào anh tuấn

24

luận văn thạc sĩ