Bài tiểu luận môn quá trình hoàn tất vải (4)

Phạm vi chủ đề Phân tích nguyên nhân, tác hại và các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhàu của vải để đưa ra phương pháp và điều kiện xử lý nâng cao khả năng phục hồi nhàu của Cellulose đồng thờ

TIỂU LUẬN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH HOÀN TẤT VẢI

XỬ LÝ HOÀN TẤT CHỐNG NHÀU

GVHD: Ts Nguyễn Tuấn Anh SVTH MSSV Trần Thị Mộng Linh (NT) 20109056 Nguyễn Thị Kiều Oanh 20109062 Đặng Thị Thúy Vy 20109049 Nguyễn Thị Thúy An 20109058 Lớp thứ 3 - Tiết 11-12

Tp Thủ Đức, tháng 6 năm 2022

TIÊU CHÍ NỘI DUNG TRÌNH BÀY TỔNG

ĐIỂM

NHẬN XÉT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ký tên

Ts Nguyễn Tuấn Anh

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Đối tượng nghiên cứu 1

3 Phạm vi chủ đề 1

4 Thực trạng 2

B NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM 3

1.1 Nhàu vải 3

1.1.1 Khái niệm nhàu vải 3

1.1.2 Nguyên nhân dẫn đến sự nhàu vải 3

1.1.3 Tác hại 4

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nhàu của vải 4

1.2 Chống nhàu 5

1.2.1 Khái niệm 5

1.2.2 Các chỉ tiêu chống nhàu 5

1.3 Phân tích khả năng chống nhàu tự nhiên của vải 6

1.3.1 Vải tổng hợp 6

1.3.2 Vải tự nhiên 6

1.4 Các phương pháp xử lý chống nhàu 7

1.4.1 Các phương pháp ứng dụng công nghệ chống nhàu 7

CHƯƠNG 2: XỬ LÝ CHỐNG NHÀU CHO VẬT LIỆU DỆT TỪ CELLULOSE 9

2.1 Cơ sở lý thuyết xử lý chống nhàu cho vật liệu từ Cellulose 9

2.2 Thành phần dung dịch chống nhàu 12

2.2.1 Chất chống nhàu 12

2.2.2 Chất xúc tác 14

2.2.3 Chất làm mềm 14

2.2.3 Chất hoạt động bề mặt 15

2.3 Ảnh hưởng của xử lý chống nhàu đối với vải Cellulose 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

A PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Khoa học - công nghệ luôn đồng hành cùng sự phát triển đất nước Hiện nay, xu hướng phát triển toàn cầu đang chỉ ra rằng khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo sẽ khẳng định được vị thế của một quốc gia trên toàn thế giới Song, con người đã nghiên cứu và phát minh ra những loại máy móc, thiết bị để hỗ trợ hoặc thay thế một công việc cho đời sống nhân loại Trong lĩnh vực Dệt may, nhằm nâng cao tính tiện nghi của sản phẩm dệt, con người đã nghiên cứu, sản xuất ra các loại xơ, sợi, vải nhân tạo Với những ưu điểm của sợi nhân tạo thì nó cũng đang được cải thiện về tính chất để trở nên ưu việt hơn so với sợi tự nhiên Chính vì thế, sợi tự nhiên vẫn được lựa chọn, trở thành xu hướng hiện đại bởi những tính chất, đặc điểm nhất định Mặt khác, một số nhược điểm như: nhăn, vón hạt, co rút… vẫn đang là mối e ngại cho người tiêu dùng Hiện tượng nhàu trên mặt vải là một trong những hiện tượng dễ dàng bắt gặp nhất Tình trạng này sẽ làm mặt vải trở nên mất thẩm

mỹ và kém bền… Để khắc phục những tình trạng đó, nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài

“Xử lý hoàn tất chống nhàu” để nghiên cứu

2 Đối tượng nghiên cứu

Với nguồn gốc từ tự nhiên, sợi thiên nhiên rất mềm mại và thấm hút cực tốt Đa số các loại sợi này đều có khả năng chịu nhiệt, đặc biệt tính chất vải thay đổi theo mùa: làm mát vào mùa hạ, giữ ấm khi về đông Mặt khác, chúng rất dễ nhăn nhàu trong quá trình sử dụng (trừ len và cao su) Do đó, xử lý hoàn tất chống nhàu phần lớn sẽ áp dụng cho các sản phẩm dệt từ xơ cellulose

3 Phạm vi chủ đề

Phân tích nguyên nhân, tác hại và các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhàu của vải để đưa ra phương pháp và điều kiện xử lý nâng cao khả năng phục hồi nhàu của Cellulose đồng thời nâng cao lực phục hồi nhằm thắng lực ma sát của vật liệu dệt

4 Thực trạng

Dựa trên đặc điểm, tính chất của vải Cellulose, bên cạnh những ưu điểm vượt trội như: khả năng hút/thấm nước cao Sợi bông có thể thấm nước đến 65% so với trọng lượng; Không hòa tan trong nước, khi ẩm ướt sẽ dẻo dai hơn khi khô ráo; Khả năng chịu được mối mọt và các côn trung rất cao; Dễ cháy nhưng có thể nấu trong nước sôi để tiệt trùng; Sợi càng dài càng có chất lượng cao; Khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt của sợi vải cực tốt; Giặt tẩy dễ dàng Thì vải Cellulose còn một số nhược điểm sau: Vải dễ bị co rút; Sợi có khuynh hướng dính bẩn và dính dầu mỡ cao; Độ bền vải không cao, bền với chất kiềm, nhưng không bền với axit và có thể bị vi sinh vật phân hủy; Dễ chảy xệ hoặc bị kéo dãn…Đặc biệt, dễ nhăn nhàu nên cần phải ủi nhiều lần, khi ủi xong khó giữ nếp Do đó, tiểu luận sẽ tập trung vào việc đưa ra phương pháp xử lý hoàn tất chống nhàu trên vật liệu dệt từ Cellulose

B NỘI DUNG Chương 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1.1 Nhàu vải

1.1.1 Khái niệm nhàu vải

Là hiện tượng trên vải xuất hiện các nếp nhăn và nếp gấp Đôi khi các nếp nhăn này được thêm vào một cách cố ý để tạo ra một "vẻ ngoài" nhưng thường thì các nếp nhăn không được mong muốn và các loại vải được xử lý để trở nên "không có nếp nhăn"

Độ nhàu vải còn được hiểu là khả năng của vải tạo nên vết gấp khi vải bị đè nén hoặc gấp xếp Vải thường bị biến dạng nhàu và uốn lặp đi lặp lại, chẳng hạn như chuyển động của khuỷu tay, và khả năng phục hồi nếp nhăn là một đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của vải

1.1.2 Nguyên nhân dẫn đến sự nhàu vải

Nhiệt độ: Một số loại vải như len, nylon và polyester — có nhiệt độ chuyển tiếp thủy

tinh (Nhiệt độ mà tại đó tính chất cơ học của nhựa hay chất kết dính hoàn toàn thay đổi do

sự chuyển động nội bộ của các chuỗi polymer tạo thành nhựa hay chất kết dính) Dưới nhiệt độ này, vật liệu ở trong giai đoạn "thủy tinh", với cấu trúc giống như tinh thể giữ các polyme riêng lẻ của nó, các chuỗi dài các phần tử lặp lại, tại chỗ trong sợi Ở nhiệt độ trên ngưỡng chuyển thủy tinh, một số liên kết giữa các phân tử này lại với nhau bị đứt Điều này cho phép các polyme chuyển dịch trong mối quan hệ với nhau và hình thành các liên kết mới khi chúng nguội đi Khi vải quay trở lại giai đoạn thủy tinh - chẳng hạn như sau khi được đưa ra khỏi máy sấy - cấu trúc bị thay đổi sẽ bị khóa lại ở dạng các nếp nhăn

Nước: Một cơ chế khác đang hoạt động với các loại vải làm từ xenlulo - như bông, vải

lanh và tơ tằm - có thể bị nhăn nếu bạn cho quần áo vào nước giặt lạnh, hoặc đơn giản là bắt đầu đổ mồ hôi Đó là bởi vì những vật liệu này có tính hấp thụ cao và các polyme của chúng được liên kết bằng các liên kết hydro - các liên kết giống nhau giữa các phân tử nước lại với nhau Thêm độ ẩm vào áo phông cotton và H2O sẽ thâm nhập vào các vùng giữa các polyme sợi dài, đưa vải vào tình trạng giống như pha nhựa của vật liệu khác Khi nước bay hơi, các liên kết hydro mới sẽ khóa lại mọi nếp nhăn hình thành khi áo bị ướt

1.1.3 Tác hại

Với cấu tạo sợi vải linen có tính đàn hồi thấp, nếu giặt, vệ sinh sản phẩm như quần áo bằng máy giặt sẽ tạo cơ hội để các nếp nhăn và vết nhàu trên quần áo hình thành, chúng rất khó để làm phẳng và khiến chúng ta phải tốn nhiều thời gian hơn cho việc ủi đồ vào mỗi buổi sáng

Mặc một trang phục bị nhăn nhúm sẽ làm mất đi tính thẩm mỹ của trang phục và ảnh hưởng cả đến những hình ảnh của người mặc

Bên cạnh đó, vải dễ bị nhàu sẽ khiến quần áo khi mặc lên rất dễ để mất hoặc vô tình bị giảm chất lượng vải, chất lượng sản phẩm

Khi chúng ta thường xuyên sử dụng tác động của bàn là để loại bỏ tạm thời các vết nhăn, vết nhàu ấy, sản phẩm của chúng ta sẽ bị phai màu và làm quần áo trở nên cũ kỹ nhanh hơn

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nhàu của vải

Đặc tính nhàu của vải bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ xoắn sợi, mật độ vải, cấu tạo của vải và cả quá trình hoàn tất vải

Độ xoắn sợi: Khi các loại vải bị uốn cong hoặc nhàu theo các hướng khác với hướng

dọc hoặc hướng ngang, sự hình thành các sợi riêng lẻ có một thành phần xoắn Sự tương tác của thành phần này với độ xoắn của sợi sẽ dẫn đến hiện tượng nhăn nhàu trong vải

Các loại vải dệt chặt chẽ sẽ nhăn hơn các loại vải có cấu trúc lỏng lẻo Trong một loại

vải được cấu tạo lỏng lẻo, các sợi có thể di chuyển khi chúng phản ứng với các lực làm nhăn Các sợi riêng lẻ được bỏ qua Vải dệt thoi nhăn hơn vải dệt kim Các vòng đan cho phép chuyển động sợi tự do hơn nữa mà không cần đến từng sợi riêng lẻ

Chất lượng của sợi - các yếu tố khác tương đương nhau, sợi bông hữu cơ dài chất

lượng cao ít bị nhăn hơn sợi bông ngắn thông thường có chất lượng thấp hơn

Giặt là - thứ có thể tạo ra tất cả sự khác biệt giữa việc quần áo của bạn trông mượt mà

bằng phẳng hay nhăn nheo co rúm

Và đặc biệt là quá trình hoàn tất vải - điều này rất phức tạp vì quá trình xử lý hoàn tất

bằng hóa chất có thể được thêm vào trong quá trình sản xuất hoặc trong quá trình giặt là sẽ làm giảm xu hướng nhăn cho vải

1.2 Chống nhàu

1.2.1 Khái niệm

Chống nhàu (crease resistance) là khả năng của vật liệu dệt để đề kháng hoặc phục hồi

lại các nếp nhàu xuất hiện trong quá trình gia công hoặc sử dụng Là khả năng của vật liệu dệt hạn chế các nếp nhàu xuất hiện trong quá trình gia công hoặc sử dụng chúng Các vật liệu dệt dễ chăm sóc có khả năng hồi phục nhất định với sự thay đổi cấu trúc và hình dạng trong quá trình gia công, giặt, sử dụng và dễ là phẳng

Quá trình định hình nhiệt tạo cho các sản phẩm dệt từ xơ tổng hợp có khả năng kháng nhàu cao Các sản phẩm dệt từ xơ thiên nhiên (trừ xơ len và cao su) rất dễ nhăn, nhàu trong quá trình sử dụng Vì vậy, xử lý hóa học hoàn tất chống nhàu vật liệu dệt phần lớn áp dụng cho các sản phẩm dệt xơ xenlulo, tơ tằm

Song song với việc phát triển các chất chống nhàu, chất xúc tác chống nhàu, chất trợ chống nhàu mới là sự phát triển của công nghệ hoàn tất chống nhàu

1.2.2 Các chỉ tiêu chống nhàu

Độ phục hồi nhàu - độ hồi nhàu: Độ phục hồi nhàu là một phép đo định lượng về độ

bền nếp nhăn được biểu thị bằng góc thu hồi nếp nhăn Công cụ phổ biến để kiểm tra là máy thử phục hồi độ nhàu Dụng cụ này bao gồm một mặt số tròn có kẹp để giữ mẫu vật Ngay dưới tâm mặt số có gờ dao và vạch chỉ số để đo góc hồi phục Độ phục hồi nhàu được xác định tùy thuộc vào góc phục hồi này Đạt trên 240o sẽ đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn của các nhà sản xuất sản phẩm dệt (chưa phải đảm bảo yêu cầu dễ sử dụng của vải)

Độ hồi nhàu thường được thực hiện ở hai trạng thái là khô và ướt

Hình 3 Máy thử phục hồi độ nhàu

Chỉ số nhăn nhàu (DP-Durable Press rate): Đạt 3.5 sau một số lần giặt nhất định

1.3.2 Vải tự nhiên

Vải sợi tự nhiên là các loại vải có nguồn gốc từ các loại quả của cây bông, sợi lanh, sợi đai, sợi gai,…Ngoài ra còn có các loại vải sợi thiên nhiên có nguồn gốc từ động vật như: sợi len, vải sợi tơ tằm,

Quần áo sử dụng vải làm từ cellulose tự nhiên - bông, sợi gai dầu, vải lanh (lanh) - dễ

bị nhăn nhất

Polyme là chìa khóa để hiểu được nếp nhăn Polyme tạo nên cấu trúc cơ bản của nhiều loại sợi tạo thành vải Xenlulo được tìm thấy trong bông, tre, gai dầu và lanh lanh và các protein bao gồm sợi sinh thái mới Ingeo và đậu nành là các polyme tự nhiên Nylon và PET (PolyEthylene Terephthalate) là những ví dụ về polyme tổng hợp đã được sử dụng trong quần áo Polyme giúp giữ các sợi lại với nhau và tạo độ ổn định cho vải

Năng lượng nhiệt, cho dù nhiệt đến từ nước nóng trong quá trình giặt, không khí nóng trong máy sấy quần áo hoặc thậm chí nhiệt cơ thể, làm suy yếu các liên kết cộng hóa trị liên kết các polyme với nhau nhưng các polyme khác nhau của các sợi khác nhau có các điểm chuyển tiếp khác nhau tại đó các liên kết yếu đi Các polyme của sợi xenlulo tự nhiên như bông, sợi gai dầu và lanh, được sử dụng để làm vải lanh, có mức độ chuyển tiếp thấp hơn nhiều và do đó cần ít nhiệt năng hơn để phá vỡ các liên kết cộng hóa trị bền vững hơn

so với nylon, polyester hoặc polymer tái sinh của tre, rayon , Tencel / lyocell, Modal hoặc Ingeo có nghĩa là chúng dễ nhăn hơn

1.4 Các phương pháp xử lý chống nhàu

1.4.1 Các phương pháp ứng dụng công nghệ chống nhàu

Phương pháp ngấm áp, sấy, xử lý nhiệt để tạo liên kết ngang ở dạng vải Công nghệ

xử lý trước khi may: vải được ngấm ép, sấy gia nhiệt 160 – 170oC trong khoảng 1 – 2 phút, sau đó đem cắt may Phương pháp này dùng cho dây chuyền liên tục, sử dụng cho vải

mỏng, lượng hóa chất trên vải không nhiều

Phương pháp ngấm ép dung dịch nhựa, sấy, may quần áo, tạo nếp và xử lý nhiệt

để tạo liên kết ngang Công nghệ xử lý sau: vải khi may được ngắm ép, sấy khô, đem cắt

may, rồi ép nóng sản phẩm để tạo nếp Phương pháp này dùng cho các loại vải dày

Phương pháp gián đoạn cho các sản phẩm may mặc riêng biệt Các sản phẩm quần áo

may sẵn: khi cần xử lý chống nhàu thưởng xử lý trong các máy giặt công nghiệp, sau đó

đem gỡ, sấy, ép nóng trong máy chuyên dùng để chống nhàu

Lưu ý sau khi chống nhàu (nhất là vải bông) vải có độ phục hồi nhàu tăng nên ít phải

ủi hoặc chỉ ủi nhẹ, vải giặt mau khô Tuy nhiên vải có độ bền giảm (do quy trình xử lý nhiệt có axit), độ giãn đứt giảm (do có liên kết ngang), vải cứng hơn, kém hút ẩm hơn Ngoài ra trong cuộc sống hằng ngày chúng ta có thể tự chống nhàu hay làm phẳng quần

áo bằng những cách sau: Làm phẳng quần áo bằng bàn ủi, máy tạo kiểu tóc, bằng hỗn hợp nước và dấm, máy sấy tóc, máy nước nóng, máy giặt hay sử dụng nước xịt phẳng để làm phẳng quần áo loại bỏ những nếp nhăn, vết nhàu trên quần áo

Hình 1 Các cách giúp chống nhàu cho quần áo

Chương 2: XỬ LÝ CHỐNG NHÀU CHO VẬT LIỆU

DỆT TỪ CELLULOSE

2.1 Cơ sở lý thuyết xử lý chống nhàu cho vật liệu từ Cellulose

Cellulose - polymer của glucose - là thành phần hoá học cơ bản nhất của tất cả các loại

thực vật Monomer cua cellulose là 1,2,4-8-anhydroglucose, số lượng monomer có thể từ 1,000 đến 18,000 đơn vị Chuỗi liên kết dài của cellulose làm cho các mối liên kết hydro của các phân tử liền kề liên kết chặt chẽ với nhau Các chuỗi liên kết liên phân tử này cộng với cấu trúc mạch thẳng của phân tử cellulose hình thành nên những vùng có cấu trúc tinh thể của cellulose (microfibril) Những microfibril này liên kết, sắp xếp lại với nhau thành

1 cấu trúc lớn hơn gọi là fibril (sợi)

Hình 2 Cấu trúc sợi Cellulose

Quá trình xử lý chống nhàu nhằm thay đổi khả năng phục hồi biến dạng và tính chất

cơ lý của vật liệu dệt Cụ thể là nâng cao khả năng phục hồi nhàu của bản thân xơ đồng thời nâng cao lực phục hồi nhằm thắng lực ma sát Khả năng phục hồi này phụ thuộc:

• Khả năng phục hồi nhàu của xơ (bản chất vật liệu)

• Sự cân bằng lực tồn tại trong xơ (quá trình tiền xử lý)

• Lực ma sát giữa xơ sợi

• Kiểu dệt và cấu trúc vải

Hình 3 Cấu trúc phân tử của Cellulose

Cellulose là phân tử hữu cơ phong phú nhất trên trái đất, được tìm thấy trong thực vật, chiếm 40% thành tế bào thực vật Trong thành tế bào thực vật, nó được sắp xếp trong các lớp khác nhau và dùng để phân biệt thành các bức tường chính và phụ

Cấu trúc của cellulose bao gồm các chuỗi glucose tuyến tính liên kết với nhau bằng liên kết gly 1- 4 glyosidic

Sự hiện diện của các nhóm hydroxyl -OH phóng ra từ mỗi chuỗi theo mọi hướng, từ

đó làm tăng mối liên kết giữa các chuỗi adjacent glucose liền kề Chính nhờ mối liên kết

mà độ bền kéo của cấu trúc cellulose tăng lên, ngăn không cho tế bào bị vỡ khi nước xâm nhập qua thẩm thấu

Hình dạng của tế bào được xác định theo sự sắp xếp của các bó cellulose có đường kính 2-20 nm và chiều dài 100 – 40000 nm

Các dẫn chất khác của cellulose: Hydroxy propyl methyl cellulose, natri hydroxy cellulose, cellulose triacetate, acetophtalat cellulose, colodion, pyroxylin

Cấu trúc của cellulose ổn định nhờ các liên kết hydro và lực Van der Waals và ảnh hưởng đến nhiều tính chất lý học và hóa học của vật liệu Đối với xơ Cellulose luôn có cấu trúc hai pha:

Pha tinh thể: các mạch phân tử định hướng song song dọc trục xơ và kết bó chặt chẽ

với nhau Vùng tinh thể có lực liên kết phân tử đủ lớn thể để chống lại khuynh hướng chuyển động tương đối giữa các phân tử do các tác động gây ra nhàu Do đó, tại vùng tinh thể khả năng kháng nhàu của xơ cellulose khá cao

Pha vô định hình: xen giữa các vùng tinh thể thường tồn tại các vùng vô định hình nơi

các mạch phân tử sắp xếp không trật tự, không gian giữa các mạch lớn khiến lực liên kết giữa các phân tử yếu Các lực phát sinh gây nhàu có thể làm dịch chuyển các mạch hoặc gây đứt Lực liên kết phân tử yếu không đủ lớn để kéo các phân tử dịch chuyển trở lại vị trí ban đầu Do đó, tại vùng vô định hình có độ nhàu rất lớn

Các nhóm hydroxyl của mạch đại phân tử cellulose ở vùng vô định hình là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng nhàu Biện pháp xử lý chống nhàu tập trung chủ yếu để giải quyết nguyên nhân này

Ứng dụng công nghệ xử lý bằng chất chống nhàu là các loại nhựa bán đa tụ hòa tan trong nước, có phân tử đủ nhỏ để ngấm vào bên trong xơ, có khả năng hình thành các hợp chất cao phân tử bên trong xơ sau các quá trình xử lý tiếp theo Do đó, các phân tử này:

• Không tan trong nước

• Cản trở sự dịch chuyển tương đối của các phân tử trong xơ

• Tạo liên kết với xơ để nâng cao khả năng chống nhàu của xơ (các hợp chất chống nhàu thường phản ứng với các nhóm hydroxyl của Cellulose theo nguyên lý ghép mạch - grafting hoặc tạo cầu liên kết ngang giữa các phân tử)

Phương pháp tạo liên kết là phương pháp hiện nay thường sử dụng để chống nhàu cho cellulose Các chất liên kết này đóng vai trò như một lò xo kéo các biến dạng trở lại vị trí ban đầu