Bài tiểu luận môn quá trình hoàn tất vải (3)

Tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý kháng khuẩn cho vải đã được nhiều đơn vị và cá nhân quan tâm ở các quy mô khác nhau, quy mô phòng thí nghiệm và qu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA THỜI TRANG VÀ DU LỊCH



TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ HOÀN TẤT VẢI

MÃ HỌC PHẦN: FFTE325551

ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ KHÁNG KHUẨN Nhóm sinh viên thực hiện: 5

1 Nguyễn Thị Ngọc Hiền 20109139

2 Nguyễn Thị Mỹ Hậu 20109138

3 Văn Nguyễn Hồng Linh 20109146

Giảng viên hướng dẫn: GVC.TS Nguyễn Tuấn Anh

TP Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 5 năm 2022

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

ĐIỂM (BẰNG SỐ):………

BẰNG CHỮ:………

CHỮ KÝ GV:………

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Kết cấu đề tài 3

PHẦN 2 NỘI DUNG 4

1 Mục đích xử lý hoàn tất vải 4

2 Cơ chế xử lý kháng khuẩn 4

2.1 Sơ lược về vi khuẩn và tác động của vi khuẩn tới đời sống con người ……… 5

2.2 Các khả năng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn 6

3 Các chất kháng khuẩn 9

4 Quá trình xử lý vải 10

PHẦN 3 ỨNG DỤNG 11

PHẦN 4 KẾT LUẬN 14

PHẦN 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong một thời đại 4.0, nơi 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 quy 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 đại dịch vừa qua, khi dịch Covid-19 mới xuất hiện, nhân viên y tế chưa được chích ngừa, thế giới chưa hiểu rõ ràng về con đường lây nhiễm của vi-rút SARS-CoV-2 như thế nào, thì bộ trang phục bảo hộ cùng với khẩu trang là vũ khí duy nhất bảo vệ cho nhân viên y tế khi tham gia điều trị và lấy mẫu xét nghiệm Covid-19

Tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý kháng khuẩn cho vải đã được nhiều đơn vị và cá nhân quan tâm ở các quy mô khác nhau, quy mô phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp Công nghệ xử lý và sản xuất vải kháng khuẩn đã được nhiều doanh nghiệp dệt may ứng dụng trong sản xuất vải theo yêu cầu của khách hàng trong nước và quốc tế Với điều kiện thiết bị hiện tại, nhiều doanh nghiệp có đủ điều kiện để triển khai sản xuất vải kháng khuẩn

Trong sản xuất và thương mại dệt may, vải kháng khuẩn được sử dụng rộng rãi để sản xuất mặt hàng mặc lót, hàng thể thao, hàng gia dụng và quần áo bảo vệ ở những nơi có nguy cơ lây nhiễm cao như bệnh viện, khách sạn, trường học, quần áo sử dụng cho bác sĩ, nhân viên y tế và cho bệnh nhân, các trang bị như băng vết thương

Hiểu được tầm quan trọng của công nghệ kháng khuẩn với đời sống của con người, nhóm chúng em đã chọn đề tài " Công nghệ kháng khuẩn" để làm tiểu luận cuối kì

2 Mục đích nghiên cứu

+ Làm rõ mục đích, cơ chế xử lý kháng khuẩn trên vải

+ Hiểu biết rõ hơn về các chất kháng khuẩn, ngăn cản sự phát triển của

vi khuẩn

+ Làm rõ vai trò của công nghệ kháng khuẩn trong đời sống hiện nay Nêu lên tầm quan trọng của công nghệ kháng khuẩn hiện nay điển hình nhất là trong đại dịch Covid vừa qua

3 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết gồm:

+ Phương pháp phân tích – tổng hợp lý thuyết

+ Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn gồm:

+ Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Phương pháp khảo sát

+ Phương pháp phân tích – tổng kết kinh nghiệm

4 Kết cấu đề tài

Bài tiểu luận nhóm chúng em gồm 4 phần lớn bao gồm:

- Phần 1: Mở đầu

- Phần 2: Nội dung

- Phần 3: Ứng dụng

- Phần 4: Kết luận

PHẦN 2 NỘI DUNG

1 Mục đích xử lý hoàn tất kháng khuẩn

Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống và thường được phân làm hai loại vi sinh vật có ích (các loại men, enzym…) và vi sinh vật có hại (vi rút gây bệnh, nấm…)

Vải và quần áo mặc hàng ngày là nơi môi trường lý tưởng cho nhiều loại sinh vật (ví dụ pathogenic) đặc biệt là các loại vi sinh vật gây mùi khó chịu

Các loại vi sinh vật này thường làm hại đến sản phẩm may nhất là gây mùi hôi cho vải nơi mà chúng trú ngụ (tính tiện nghi), giảm chất lượng sản phẩm may (tính sử dụng), ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người mặc (tính bảo vệ) Do vậy xử

lý kháng khuẩn là công việc xử lý cần thiết cho vải đặc biệt đối với các mặt hàng như trang phục y tế, thể thao, vải vệ sinh (khăn lau các loại), dân dụng…

2 Cơ chế xử lý kháng khuẩn

Phương pháp xử lý kháng khuẩn phổ biến là đưa chất kháng khuẩn (thường là các hợp chất vô cơ, hữu cơ) phối trộn với các màng polyme theo phương pháp xử lý ngấm ép, sấy, định hình và gia nhiệt tạo màng để gắn lên vải

Có thể đưa các chất kháng khuẩn vào dung dịch kéo sợi để tạo ra các loại xơ, sợi nhân tạo và tổng hợp có khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn cao Ưu điểm của phương pháp này là độ bền kháng khuẩn của vải thường được duy trì trong suốt quá trình sử dụng vải Phương pháp này tuy đơn giản nhưng cần kiểm soát chặt chẽ đảm bảo không gây dị ứng cho da, các màng cần đảm bảo độ bền nhất định Bên cạnh đó, các chất kháng khuẩn không phải đa năng mà chỉ có hiệu lực với một số loại vi khuẩn nhất định Bên cạnh đó, vi khuẩn trong mồ hôi sau khi chết có thể gây ra một số mùi hôi do đó do vải sau xử lý còn cần đảm bảo phải thấm hút mồ hôi

2.1 Sơ lược về vi khuẩn và tác động của vi khuẩn tới đời sống con người

Vi khuẩn thuộc nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước rất nhỏ (0.5-5 µm),

cá biệt có loại kích thước nano mét, vi khuẩn có cấu trúc tế bào đơn giản không

có nhân, mắt thường không nhìn thấy được Tuy nhiên chúng lại có những tác động và ảnh hưởng rất lớn đến đời sống con người

Vi khuẩn là những tế bào đơn hoặc sinh vật đơn bào và tồn tại dưới ba dạng: dạng cầu, dạng que và dạng xoắn Chúng có thể xắp xếp theo cặp đôi, bó hoặc chuỗi xích

Trong quá trình tồn tại ở môi trường, vi khuẩn luôn được sinh ra, phát triển và chết đi với một tốc độ rất nhanh với số lượng vô cùng nhiều Có thể ví dụ với một mililit nuôi cấy vi khuẩn E.Coli trong điều kiện môi trường thuận lợi, sau vài giờ đồng hồ số lượng của chúng có thể đạt 108 con

Chính vì sự sinh trưởng và phát triển nhanh chóng của vi khuẩn trong nhiều môi trường sống đa dạng, rộng khắp nên cho dù có kích thước rất nhỏ nhưng chúng có ảnh hưởng lớn đến đời sống con người cũng như các sản phẩm trong đó có các sản phẩm dệt may

Với các sản phẩm của ngành dệt may, trong quá trình sử dụng, quần áo tiếp xúc với da và nhanh chóng bị vi khuẩn xâm nhập sau một thời gian ngắn Môi trường trên vải cũng khá tương đồng với da và đây cũng là môi trường thuận lợi cho vi khuẩn phát triển Quần áo khi đã nhiễm khuẩn không chỉ gây mùi hôi,

hoen ố, nấm mốc, giảm các tính chất cơ lý mà nguy hiểm hơn, đây chính là một con đường lây lan dịch bệnh

Trong môi trường nóng ẩm, các chất hữu cơ tiết ra từ mồ hôi đọng lại trên quần áo là điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển Chúng sẽ sử dụng nguồn thức ăn này và phân giải các chất hữu cơ thành các chất có mùi khó chịu như aldehydes và amin tạo ra mùi hôi cho người sử dụng

2.2 Các khả năng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn

Khả năng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn trên vải thể hiện qua:

- Khả năng kìm hãm (biostatic): hạn chế sự sinh trưởng nhanh của vi khuẩn nhưng không giết chết vi khuẩn

- Khả năng tiêu diệt (biocidal): giết chết vi khuẩn khi chúng tiếp xúc với vải

Những phương pháp tạo tính kháng khuẩn thường được áp dụng là:

- Phương pháp vật lý: tạo ra các rào cản vật lý có tác dụng bao vây, ngăn cản như các màng trơ, màng phủ Sử dụng phương pháp “rào cản” này để ngăn chặn vi khuẩn xuyên qua vải dệt thông qua ba con đường trên cũng là một biện pháp có thể áp dụng

+Ưu điểm của phương pháp này là tương đối đơn giản, rất an toàn đối với cả người sử dụng cũng như với môi trường, vì không phải sử dụng chất kháng khuẩn

+Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp rào cản là làm ảnh hưởng đến một số tính chất quan trọng của vật liệu dệt, trong đó có tính chất tiện nghi, mà đây lại là một tính chất rất quan trọng đối với các sản phẩm may mặc Hơn nữa, phương pháp này cũng chỉ có thể ngăn chặn vi khuẩn xuyên qua vải dệt vào cơ thể, trong khi vi khuẩn vẫn có thể phát triển trên bề mặt của vải Do vậy việc sử dụng phương pháp này có nhiều hạn chế

Để bảo vệ người sử dụng chống lại vi khuẩn từ bên ngoài xâm nhập vào

cơ thể, ngoài phương pháp rào cản vật lý còn có phương pháp hóa lý, đó là đưa lên vải các chất có khả năng tiêu diệt hoặc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn khi nó tiếp xúc với vải dệt

- Phương pháp hóa lý: dùng hóa chất có khả năng chống lại vi khuẩn đưa lên vải như:

+ Tạo ra các liên kết hóa học giữa vải và các hợp chất kháng khuẩn, tạo độ bền sử dụng cao Dùng phương pháp tận trích hay ngấm ép để đưa chất kháng khuẩn lên vải

+ Phân tán hay trộn chất kháng khuẩn lên chất trợ rồi gắn lên vải, các chất này nằm trong vùng vô định hình hay vùng cấu trúc rỗng sau đó được giải phóng từ từ ra khỏi vải Hoàn toàn không có sự liên kết hóa học giữa chất kháng khuẩn

và vải

+ Kỹ thuật nang siêu nhỏ: người ta tạo ra các nang chứa hóa chất có kích thước siêu nhỏ, các nang được gắn lên vải và từ từ chất kháng khuẩn được giải phóng khỏi vải trong quá trình sử dụng

+ Phương pháp nạp lại: tạo ra liên kết giữa vải và hoạt chất, hoạt chất bị giảm đi trong quá trình sử dụng sẽ được phục hồi bằng việc giặt tẩy trắng chlo để tạo ra loại chất tiệt trùng mới

Các chất kháng khuẩn bao gồm:

(1) ion kim loại (phổ biến là ion Bạc);

(2) triclosan (không thân thiện với môi trường do có sử dụng Clo, nên hạn chế sử dụng);

(3) amoni bậc bốn (được sử dụng trong công nghiệp dệt từ những năm 70,

là dạng hóa chất an toàn và phổ biến);

(4) chitosan và dẫn xuất của chitosan (được nghiên cứu và đưa vào sử dụng khoảng 30 năm trở lại đây)

Hiện nay tại Việt Nam, vải kháng khuẩn chủ yếu được sản xuất theo phương pháp đưa các chất kháng khuẩn lên vải, được thực hiện ở công đoạn tẩy trắng, nhuộm màu theo các cách khác nhau: ngấm ép, tráng phủ hoặc phun Sản xuất theo phương pháp này, vải thành phẩm có khả năng diệt tới 90% khuẩn sau một giờ tiếp xúc và giảm còn 60-70% sau một số lần giặt, tùy thuộc vào quy trình công nghệ và đặc tính của chất kháng khuẩn

Nguyên lý cơ bản của các phương pháp thử nghiệm này là vi khuẩn được nuôi cấy vào các mẫu vải trong một khoảng thời gian nhất định rồi ủ trong tủ ấm

ở nhiệt độ tương đương nhiệt độ cơ thể người (37 độ C) trong 18-24 giờ, sau đó đong đếm số lượng vi khuẩn để đánh giá mức độ tăng hay giảm của vi khuẩn so với trước khi ủ vàs o với mẫu đối chứng không có xử lý kháng khuẩn Trên cơ

sở đó đánh giá được khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn trên mẫu vải được xử lý kháng khuẩn

Như vậy, để đánh giá được khả năng kháng khuẩn của vải có nhiều phương pháp khác nhau, có cả định tính và định lượng Các phương pháp phổ biến thường được yêu cầu thử nghiệm trên thị trường là AATCC 100, ISO 20743

và JIS L 1902

3 Các chất kháng khuẩn

Chất oxy hóa như aldehyde, halogen… có khả năng tấn công màng tế bào và hệ thống enzyme của vi sinh vật

Chất làm đông, rượu, hợp chất của halogen, isothiazon, peroxo… làm tổn hại cấu trúc hữu cơ của vi sinh vật

Chất dẫn xuất ether diphenyl có tên sản phẩm là triclosan dùng chủ yếu trong các bệnh viện, xà phòng, kem đánh răng, chất khử mùi thân thể… ngăn chặn chức năng sao chép của vi sinh vật

Hợp chất ammonia bậc bốn, amin, glucoprotamin mang tính cation, xốp, hấp thụ có khả năng tác động đến màng vi sinh vật

Hợp chất kim loại phức của cadmi, vàng, đồng, thủy ngân… có thể làm hạn chế hoạt động của các enzym

Chitosan dẫn xuất từ chitin có trong vỏ động vật giáp xác dùng tráng phủ lên vải

Các sản phẩm có từ thảo mộc tự nhiên

* Những chất kháng khuẩn đã được thương mại hóa thành công đó là Ultrafresh (Thomson), Fabshield (AEGIS), Tinosan (Ciba), Sanitized AG (Clariant), Reputex (Avecia.s Prurista), ASM (AEGIS)…

4 Quá trình xử lý vải

Vải kháng khuẩn được sản xuất và kiểm định trong quy trình khép kín,

xử lý hồ kháng khuẩn trên máy căng thành phẩm,giúp mặt vải mềm, mịn…đặc biệt vải kháng khuẩn được sử dụng để chống tia UV, chống trượt nước,chống khuẩn

Dệt vải xử lý hóa học:

Dệt vải là sự kết hợp sợi ngang với sợi dọc để thành tấm vải

Hiện nay quá trình dệt vải được tiến hành bằng máy móc là chủ yếu

Tiếp đó, vải sẽ được nấu ở áp suất và nhiệt độ cao trong các dung dịch hóa học và các chất phụ trợ để tách, loại bỏ phần hồ và các tạp chất thiên nhiên có trong sợi

Trong quá trình dệt vải, những tấm vải tiếp tục được làm bóng để cho sợi cotton trương nở

Tăng khả năng thấm nước và bắt màu của sợi nhuộm

Cuối cùng là tẩy trắng vải để làm cho vải mất đi màu tự nhiên, sạch vết dầu mỡ và có độ trắng như yêu cầu để bước vào quá trình nhuộm màu vải

Nhuộm kháng khuẩn hoàn tất vải:

Sợi vải được xử lý bằng thuốc nhuộm, dung dịch các chất phụ gia hữu cơ để làm tăng khả năng gắn màu

Quá trình nhuộm vải phải sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng nhiều hóa chất phụ khác

Để tạo điều kiện cho sự bắt màu của màu nhuộm

Sau mỗi quá trình trên thì công đoạn giặt vải được tiến hành nhiều lần nhằm tách các hợp chất, chất bẩn còn bám lại trên vải

Cuối cùng, để hoàn thiện vải sẽ phải thực hiện giai đoạn wash vải nhằm mục đích làm mềm vải

Tăng độ bền, chống co rút, ra màu của vải