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 [...]... còn 0.2% Kết quả: cotton hóa sợi gai dầu thành công, xơ mềm mại và phù hợp khi kéo sợi và dệt trên dây chuyền sợi bông họặc len hay có thể để pha với sợi nhân tạo 28 Quy trình chế biến sợi gai dầu: Thân cây gai dầu (1000kg) Ngâm (900kg) Tước sợi (giầm) Bã gai dầu (610kg) Hao hụt (70kg) Xơ gai dầu (100kg) Xơ gai dầu thô (120kg) Chải Sợi dài (38kg) sợi ngắn (56kg) Kéo sợi Kéo sợi Sợi (34kg) Dệt vải Xe... đã pha xơ gai dầu với một vài loại xơ khác Trong phạm vi đề tài chúng tôi lựa chọn nguyên liệu là sợi gai dầu pha visco để dệt vải Như vậy ta sẽ được loại vải thiên nhiên mềm mại, sang trọng, thoáng mát, thấm mồ hôi nhưng , dễ dệt và xử lý hoàn tất, giá thành không quá cao + Nguyên liệu: Sợi gai dầu pha visco tỷ lệ 70/30 - Sợi dọc : -Sợi ngang: Gai dầu pha visco, độ nhỏ Nm 48/1, Nm 48/2 1 /Gai dầu pha. .. 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... chọn nguyên liệu: + Sợi dọc: sợi gai dầu pha visco.48/2Nm + Sợi ngang: sợi gai dầu pha visco 48/2Nm hoặc 48/3Nm 35 - Vải dày: Sợi dọc gai dầu pha visco xe chi số 48/2Nm, sợi ngang gai dầu pha visco xe 48/2 hoặc 48/3 - Công dụng: dùng để may quần, áo, bộ vets, túi xách thời trang, làm rèm cửa, bọc gối, nệm hoặc khăn trải bàn - Thông số thiết kế: Bảng 24: Thông số thiết kế mặt hàng vải trang trí nội thất–... 03 mặt hàng vải dệt từ sợi gai dầu pha visco -Vải mỏng, trọng lượng 100-150g/m2, độ bền màu giặt ≥ 4 -Vải trung bình, trọng lượng 155- 200g/m2, độ bền màu giặt ≥ 4; -Vải trang trí nội thất Độ bền màu giặt ≥ 3.Độ bền màu ánh sáng ≥ 4 Mặt hàng 1: kí hiệu HV1 - Vải mỏng, có trọng lượng nhẹ: Sợi dọc gai dầu pha visco chi số 48/1Nm, sợi ngang gai dầu pha visco chi số 48/1Nm - Công dụng: dùng để may áo thời... chất kết dính) ta được xơ để kéo sợi Một loại vải hứa hẹn cho tương lai là vải cotton hóa sợi gai dầu: loại bỏ gần hết keo lignin trong sợi gai dầu (chất keo làm cho vỏ và thân cây cứng), nhưng ngăn ngừa xơ khỏi bị tách hoàn toàn, thay đổi một chút trong thiết bị kéo sợi bông hoặc len cho phù hợp kéo sợi libe Trung Quốc đã nghiên cứu thành công việc làm giảm hàm lượng lignin trong sợi gai dầu từ 4.5%... 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... 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. .. ngang: sợi gai dầu pha visco độ nhỏ Nm 48/2 Bảng 23: Thông số thiết kế mặt hàng vải gai dầu pha visco có trọng lượng trung bình – HV2 Các thông số Đơn vị đo HV 2 Nguyên liệu dọc Nm 48/1 Nguyên liệu ngang Nm 48/2 Độ săn sợi dọc x/m 827 Độ săn sợi ngang x/m 550 Vân điểm Kiểu dệt Khổ mắc máy cm 160 Khổ hạ máy cm 158 Lược dệt Khe/cm 15 Số sợi sâu 1 khe 34 Nền Sợi/ khe 2 Biên Sợi/ khe 2 Tổng số sợi dọc nền Sợi. .. 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 . 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. 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. 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