Tài liệu Nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm vải từ sợi chuối

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ 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 vải từ sợi chuối” Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 095.10RD/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. Phạm Thị Mỹ Giang 4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài: Nguyễn Anh Kiệt ThS. Dệt May Nguyễn Thanh Tuyến Lê Đức Lộc Lưu Văn Chinh Kỹ sư sợi –dệt Kỹ sư hóa nhuộm Kỹ sư hóa nhuộm 5/ TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2010 1 LỜI NÓI ĐẦU Từ ngàn xưa con người đã quan tâm đến việc làm đẹp cho chính mình. Tùy theo từng thời kỳ phát triển khác nhau mà các vật dụng làm đẹp phục vụ cho con người cũng rất đa dạng, phong phú; vật trang sức có thể chỉ là một mảnh xương, chiếc lá, hòn đá, cao cấp hơn là các món bằng đồng, bạc, vàng. Khi xã hội văn minh, nhu cầu cần mặt ấm xuất hiện, con người đã nghĩ ra việc tìm thứ gì đó để che chắn cho mình; đó có thể là lá cây, vỏ cây, da thú… Dần dần, cùng với sự phát triển, hoàn thiện về con người và kỹ thuật, con người đã nghĩ ra cách se sợi từ các loại xơ tự nhiên, đan kết các sợi này với nhau để tạo ra các mảnh vải che thân. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, con người đã nghiên cứu, sản xuất rất nhiều loại xơ, sợi, vải nhân tạo. Các loại vật liệu này ngày càng được cải thiện để tính chất của nó có những đặc điểm ưu việt như sợi tự nhiên. Tuy nhiên, vật liệu dệt có nguồn gốc tự nhiên vẫn đóng một vai trò quan trọng trong ngành dệt may. Người tiêu dùng vẫn có xu hướng tìm về với tự nhiên. Các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên vẫn rất được ưa chuộng và trở thành xu hướng thời trang hiện đại. Ngoài các loại vải như tơ tằm, len, lanh, cotton thì vải chuối cũng là một loại vải có nguồn gốc từ tự nhiên, sở hữu các đặc tính ưu việt như hút ẩm tốt, có độ bóng đẹp, có các đường gân đẹp mắt… Vải chuối thường dùng để may áo nam, nữ thời trang, vest, sơ mi, ga, màn, vải trang trí nội thất… Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới. Mùa hè ở nước ta rất nóng và khắc nghiệt, không khí khô, nhiệt độ lên rất cao. 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 chuối. Năm 2010, với sự chấp thuận, đồng ý của Bộ Công Thương, Phân Viện Dệt May đã thực hiện nghiên cứu công nghệ dệt –nhuộm vải từ sợi chuối pha cotton. Sản phẩm vải chuối tạo thêm sự đa dạng cho các sản phẩm của ngành dệt may Việt Nam, nâng cao tính cạnh tranh cho ngành, đáp ứng được nhu cầu về chất lượng, thời trang cho người tiêu dùng. 2 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 chuối xơ cotton ..................................11 1. Phân loại và mô tả xơ chuối............................................................11 2. Ứng dụng của xơ chuối ...................................................................11 3. Tính chất xơ chuối và xơ cotton .....................................................13 4. Các loại sợi chuối ............................................................................23 CHƯƠNG 2. THỰC HÀNH .......................................................... I. Thiết kế mặt hàng............................................................................26 1. Thiết kế mặt hàng vải mỏng – MC 1..............................................26 2. Thiết kế mặt hàng vải có trọng lượng trung bình – MC2.............28 3. Thiết kế mặt hàng vải trang trí – MC3 ..........................................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 V.2. Sản xuất mẫu lớn.........................................................................50 1. Tiền xử lý .........................................................................................50 2. Nhuộm .............................................................................................54 3 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 Phụ lục Tài liệu tham khảo 4 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 chuối. - Phạm vi đề tài: nghiên cứu công nghệ tạo ra 03 mặt hàng +Vải mỏng, trọng lượng 100-120g/m2 +Vải có trọng lượng trung bình 140-170g/m2 +Mặt hàng vải trang trí Nội dung nghiên cứu: - Tham khảo tài liệu, tìm hiểu thông tin và công nghệ thị trường; - 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. 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU I. Nghiên cứu thị trường: Xơ chuối là loại xơ mới, có nguồn gốc tự nhiên và là xơ libe, được tách xơ từ thân cây chuối. Loại cây này được trồng rất nhiều ở vùng khí hậu nhiệt đới. Do xu hướng của thế giới hiện nay là bảo vệ, thân thiện với môi trường nên trong những năm gần đây xơ chuối đã tạo được sự chú ý, quan tâm của các nhà sản xuất ở các nước trên thế giới. Tính chất của xơ chuối rất ưu việt: hút ẩm tốt, hút và thoát ẩm nhanh, dễ phân hủy (thân thiện với môi trường), xơ bóng, nhẹ. Vải dệt từ sợi chuối có khả năng hút và thoát ẩm tốt tạo cảm giác thoáng mát, thoải mái cho người mặc, vải có độ bóng, đẹp, độ thẩm mĩ cao, rất thời trang. Xơ chuối rất phát triển ở Philipin, tuy nhiên sợi chuối ở Philipin, Nepal chỉ là sợi kéo bằng tay, rất thô, chủ yếu dùng để đan móc thủ công. Trong hội nghị cấp cao các nước Asian, tổ chức ở Philipin, vải dệt từ sợi chuối được dùng để may trang phục cho các nguyên thủ quốc gia ở các nước. Hiện nay, Trung Quốc đã nghiên cứu công nghệ chế biến xơ và sản xuất sợi chuối công nghiệp. Chỉ số sợi chuối cao nhất hiện nay là 60Nm. Vải dệt từ sợi chuối được dùng trong may mặc, làm vải màn, khăn tắm, ga trải giường... Cây chuối được tìm thấy đầu tiên ở đảo Philipin; người Mã Lai tách xơ chuối để làm dây thừng, lưới đánh cá, và cả vải may mặc. Năm 2002, sản lượng xơ chuối được trồng ở Philipin đạt 72.000 tấn, Ecuador đạt 26.000 tấn, Costa Rica đạt 1.100 tấn, Indonesia đạt 600 tấn, Equatorial Guinea đạt 500 tấn, Kenya đạt 30 tấn. 6 Sau đây là sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới ( năm 1998 – 2000): Bảng 1. Sản lượng sản xuất xơ tự nhiên của thế giới Loại xơ Triệu tấn Cotton 19,32 Đay (jute) & các loại tương tự 3,52 Len & các loại xơ có nguồn gốc gốc từ lông động vật 1,52 Lanh 0,6 Xidan (sisal) 0,386 Bông gạo (Kapok) 0,195 Gai (ramie) 0,17 Chuối (Abaca) 0,095 Tơ tằm dâu, tơ tằm sắn, và tơ từ tằm dại khác 0,1135 Gai dầu (hemp) 0,08 Tổng sản lượng các loại xơ tự nhiên 26,0 Nếu so sánh với sản lượng của các loại xơ tự nhiên khác, sản lượng xơ chuối chỉ cao hơn xơ gai dầu (hemp), bằng khoảng 1/2 sản lượng xơ gai (ramie). Hiện nay, thị trường xơ chuối rất nhỏ, và là một loại xơ mới, ít được người tiêu dùng biết đến. Tuy nhiên, các nhà sản xuất, cung cấp xơ, sợi Trung Quốc đang xem xơ chuối là vật liệu dệt tiềm năng trong tương lai. Hình 1. Cây chuối lấy xơ 7 Cây chuối (abaca) là loại cây sống lâu năm, trông giống cây chuối lấy quả. Khi cây trưởng thành, nó sẽ có từ 12-30 cây con mọc từ rễ chính. Các thân cây có chiều cao từ 3 -7,5m, đường kính thân cây từ 120-300mm. Thân cây gồm 90% là nước, sáp và 2-5% là xơ; phần còn lại là các tế bào mô mềm. Cấu trúc thân cây gồm các lớp vỏ bọc hình lưỡi liềm, dài, bọc, ép chặt vào nhau từ trong lõi trở ra. Hình 2. Mặt cắt ngang thân cây chuối Lá của nó có chiều dài 1-2m, rộng gần 0,3m. Khi cây trưởng thành sẽ ra hoa, kết trái, nhưng là quả không ăn được, dài khoảng 80mm. Trong mỗi lớp vỏ bọc gồm có 03 lớp riêng biệt. Lớp ngoài gồm có biểu bì, chứa các bó xơ phân bố trong thể mô mềm. Lớp giữa gồm các mô mạch sợi chứa nhiều nước. Lớp trong gồm các mô mềm. Số lượng và chất lượng xơ trong mỗi lớp vỏ bọc tùy thuộc vào độ rộng và vị trí của nó trong thân cây. Mỗi thân cây có khoảng 20 lớp vỏ bọc, được chia thành 04 nhóm: lớp vỏ bọc bên ngoài, lớp gần kề, lớp giữa và lớp trong. Mỗi lớp sẽ cho xơ có cấp chất lượng khác nhau. Để tách xơ, thân cây được chặt ra và cắt hết lá. Ở giai đoạn này có 2 cách để tách xơ. Cách 1: được sử dụng rộng rãi ở Philipin, làm hoàn toàn bằng phương pháp thủ công, được gọi là quá trình bóc. Tại rẫy thân cây chưa được tách thành từng lớp, các lớp được làm dẹt, phẳng bằng cách đưa dao vào lớp ngoài và lớp giữa, rạch một dải rộng khoảng 50-80mm và kéo dài hết chiều dài thân cây. Xơ được lấy ra từ các dải vỏ này bằng cách nạo hết phần lõi cứng đi. Để giảm thiểu sức lao động và nâng cao năng suất, quá trình nạo được cải tiến, cơ giới hóa. Máy bóc vỏ có tên là Hagotan, máy này có thể nạo sạch liên tục từ 6-8 dải xơ. 8 Cách 2: được gọi là bóc vỏ, được sử dụng ở Mỹ, Indonesia, và 1 phần ở Philipin. Máy bóc có 30m băng đai truyền, 1 bộ phận ép, 1 trục làm dập lớp vỏ, 1 dây cuaroa bằng thừng và 1 bộ phận bóc, tách. Thân cây được cấp vào băng chuyền để đưa vào bộ phận ép, làm dập thân chuối. Phần thân chuối bị dập này sẽ được đưa tiếp vào băng chuyền để bóc tách vỏ. Đầu tiên, ½ thân chuối sẽ được bóc và sau đó là phần còn lại. Phần thân đã được bóc tách được chuyển qua cặp trục ép khác, sau đó đưa vào trong máy chải, để chải thành những dải xơ. Xơ sẽ được đánh giá, phân loại theo màu sắc... dùng kéo để cắt phần cuối của dải xơ, phần bị rối và bẩn. Sau đó, sấy khô ở nhiệt độ 100 độ C, và đóng gói. Quá trình tách xơ này có thể làm được 16-35 tấn/h (chuối tươi). Xơ được tách bằng máy (cách 2) chịu nhiều tổn thương nên độ bền giảm. Ngược lại, làm bằng tay (cách 1) xơ sẽ bền và bóng hơn, tuy nhiên lượng xơ thu được lại ít hơn. Lượng xơ thu được thường là 2-3% so với trọng lượng thân cây. 1 hecta đất có thể trồng và cho 200-800 kg xơ. Cấp xơ được phân chia theo màu, độ sạch, phương pháp làm khô, lấy xơ, vị trí của lớp vọ bọc thân cây chuối. Công dụng chính của xơ là làm dây thừng, bện chão thừng đi biển, túi trà và cà phê, giấy, vải... Cây chuối này thuộc họ chuối Muscacease, giống Musa, nó có 100 loài. Khoảng 20 loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng, chỉ 3-4 loại được trồng phổ biến, rộng rãi ở Philipin. Theo thống kê của Philipin: - Số hộ nông dân trồng, sản xuất xơ chuối : 89.071 - Số đơn vị kinh doanh : 617 - Nhà máy sản xuất dây thừng :6 - Nhà máy sản xuất bột nhão :6 - Nhà máy sản xuất xơ thủ công : 105 - Số đơn vị kinh doanh xuất khẩu : 31 - Tổng diện tích trồng trọt : 141.711 hecta 9 - Sản lượng trung bình : 68.819 tấn Ở Philipin, cây chuối được trồng ở 48 tỉnh thành, sau đây là 10 tỉnh sản xuất xơ chuối nhiều nhất: - Catanduanes - Leyte - Southern Leyte - Northern Samar - Davao Oriental - Surigao del Sur - Davao del Sur - Sulu - Sorsogon - Western Samar Tổng sản lượng năm 2006 là: 66.471 tấn. - Xuất khẩu trung bình (từ năm 1997-2006): Bảng 2. Sản lượng hàng hóa và giá trị xuất khẩu (1997-2006) của Philippin Loại hàng hoá Số lượng (tấn) Giá trị (giá FOB USD) Xơ thô 12.887 14.049.398 Bột nhão 17.384 38.391.313 Dây chão, thừng 7.725 11.379.481 Sợi và vải - 396.910 Xơ thủ công - 15.046.555 Tổng thu nhập trung bình - 79.263.657 10 - Các nước nhập khẩu chính: + Xơ thô : Anh, Nhật, Indonesia + Bột nhão : Đức, Nhật, Anh, Pháp, Mỹ + Dây thừng, chão : Mỹ, Singapore, Canada, Đức, Malaysia, Anh. + Xơ thủ công : Mỹ, Nhật, Tây Ban Nha, Ý, Anh, Hong Kong, Pháp, Úc. Hiện nay, Philipin là nước sản xuất xơ chuối nhiều nhất trên thế giới, sau đó là Ecuador. II. Nghiên cứu nguyên liệu xơ chuối - xơ cotton: 1. Phân loại và mô tả xơ chuối: Cây chuối lấy xơ (abaca) được biết rộng rãi với cái tên Manila hemp, là giống chuối Musa Textiles Nee. Loại chuối này có vẻ ngoài giống cây chuối cho quả ăn được nhưng lá của nó khác biệt ở chỗ mọc theo hướng thẳng đứng, nhọn, hẹp và thon hơn lá chuối ăn được. Cây chuối lấy xơ trồng ở khu vực có nhiệt độ 20-25 độ C, vào những tháng mát và ấm. Độ ẩm tương đối 78-85%, nơi có lượng mưa phân phối đều quanh năm là điều kiện tốt để loại chuối này phát triển. - Thời gian trưởng thành của cây: 18-24 tháng - Số lần thu hoạch: 3 lần/năm - Sản lượng: 600-1.300 kg/ha 2. Ứng dụng của xơ chuối: Trước kia, ứng dụng của xơ chuối rất giới hạn; đầu tiên xơ chuối chỉ dùng để làm dây bện thừng, thảm, và một số vật liệu pha trộn khác. Với nhận thức giảm thiểu tác hại đến môi trường, tầm quan trọng của vải thân thiện với môi trường, xơ chuối được công nhận là loại xơ có chất lượng tốt và ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác cũng tăng lên, như ngành dệt may và trang trí nội thất. Tuy nhiên, ở Nhật Bản, nó được sử dụng để làm vải may các trang phục truyền thống như Kimono và Kamishimo từ thời kỳ Edo (1.600 – 1868). Nhờ có trọng lượng 11 nhẹ và cảm giác thoải mái khi mặc mà nó vẫn được nhiều người dùng vào mùa hè. Xơ chuối còn dùng làm vải bọc nệm, cà vạt, túi, khăn trải bàn, rèm cửa rất tốt…các sản phẩm thảm, chăn từ sợi chuối rất nổi tiếng trên thế giới. Sau đây là một số ứng dụng của xơ chuối: a. Làm dây thừng, dây chão, dây bện. b. Làm nguyên liệu cho các loại giấy đặc biệt: - Xơ cấp S: dùng làm giấy sử dụng trong ngành điện tử, giấy trang trí cao cấp, giấy viết Kinh Thánh. - Xơ cấp JK: làm túi trà, túi lọc cà phê, túi gói thịt, cá, các loại giấy nghệ thuật đặc biệt, giấy cách điện bọc dây cáp, giấy nến, giấy than. - Xơ cấp Y2: dùng làm tiền giấy, séc, giấy quấn thuốc lá, giấy lọc của máy hút bụi, giấy mài mòn, giấy cứng briton, giấy vẽ bản đồ, giấy in các văn bằng. - Xơ cấp S2, I, G, JK: làm vải không dệt. c. Làm xơ dệt d. Làm giấy thủ công e. Làm đồ trang trí nội thất. Ngành công nghiệp giấy : chiếm 70% tổng sử dụng xơ chuối Sản xuất dây thừng và sợi dệt: chiếm 22% tổng sử dụng xơ chuối 12 Dệt may và hàng thủ công: chiếm 8% tổng sử dụng xơ chuối. 3. Tính chất xơ chuối và xơ cotton: 3.1. Tính chất xơ chuối: a. Hình thái học và thành phần hóa học của xơ chuối: Xơ chuối là xơ libe tự nhiên. Nó có tính chất vật lý và hoá học riêng, có nhiều tính chất tốt làm cho xơ chuối được đánh giá là xơ có chất lượng tốt. Vẻ ngoài của xơ chuối tương tự như xơ tre và xơ gai, nhưng độ mảnh và khả năng kéo sợi của nó tốt hơn so với xơ tre và gai. Xơ chuối có vẻ ngoài hơi bóng tuỳ thuộc vào quá trình tách xơ và kéo sợi. Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật: Bảng 3. Kích thước của xơ và tế bào cơ bản của các xơ thực vật Loại xơ Chiều dài Đường Chiều dài Đường Hình xơ (cm) kính xơ tế bào xơ kính tế dạng mặt (mm) (mm) bào xơ cắt ngang (µm) của xơ 0,01-0,28 Chuối Xơ dài Xơ trung 3-12 6-46 Tròn/ bầu dục ≥ 200 100-200 bình Xơ ngắn 60-100 13 20-140 Xơ lanh Gai (ramie) Xơ rất dài 0,04-0,62 4-77 5-76 Đa giác 0,06-0,90 40-250 16-126 Lục giác/ bầu dục - 15-56 12-25 Tròn/Oval ≥ 125 Xơ dài 100-125 Xơ trung 80-100 bình Xơ ngắn 40-80 Cotton Giống kích thước của tế bào Theo bảng số liệu trên, ta thấy xơ chuối nằm trong nhóm xơ dài nhất. Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác: Bảng 4. Thành phần hoá học của xơ chuối và một số loại xơ libe khác Tên xơ Xenlulo Hemi- Pectin Lignin Khoáng Chất béo xenlulo Cotton 82,7-92 2-5,7 5,7 0,5-1 - 0,7 Lanh 71,2 18,6 2,0 2,2 4,3 1,6 Đay 71,5 13,3 0,2 13,1 1,2 0,6 Gai (ramie) 68,6 13,1 1,9 0,6 - - dừa 35,6 15,4 5,1 32,7 3,0 - Xơ (nâu) 14 Xơ dừa 36,7 (trắng) 15,2 4,7 32,5 3,1 - Chuối 21,7 0,6 5,6 1,6 0,2 70,2 - Chất béo: hầu hết chất béo được tìm thấy ở bề mặt xơ và có thể được tách bằng dung môi benzen. - Pectin: tồn tại dưới dạng tan được trong nước như canxi, magiê, muối sắt của axit pectic. Những dạng khác của “pectin” là polyuronides mạch ngắn, dẫn xuất từ axit galacturonic. Trong suốt quá trình ngâm sinh học, các hợp chất này sẽ chuyển hóa thành axit acetic và axit butyric. Axit pectic cũng có thể được loại bỏ khi đun sôi trong dung dịch kiềm 0,1 N, đun sôi trong dung dịch axit hydrochloric 12%. Pectin bị phân hủy khi đun sôi trong dung dịch ammonium axalate hoặc citrate và bị kết tủa với ion canxi. - Hemixenlulo: phân tử hemixenlulo có mạch chính là homo- hoặc heteroxylan- hoặc glucan, mạch nhánh là đơn chức hoặc di- , tri- hoặc là tetrasaccharide, với thành phần chính là xylose, galactose, arabinofuranose, và axit glucuronic, phần còn lại là este và liên kết ngang. Liên kết hydro với xơ xenlulo khá bền vững nên ngay cả khi được chiết tách bằng kiềm thì chắc chắn vẫn còn tồn tại một ít hemixenlulo trong xơ. - Lignin: là chất dẫn xuất từ phenylpropane, mạch ngắn đẳng hướng và không kết tinh. Lignin thường có ở lamen giữa của bó xơ, lõi gỗ, biểu bì và tế bào vỏ của thân cây. Nó thường được tìm thấy ở thành tế bào cơ bản của xơ; bản chất lignin của những phần khác nhau của cây có thể khác nhau. Lignin có thể bị phân hủy bởi sodium chlorite. b. Tính chất vật lý: b.1. Cấu trúc xơ và tế bào cơ bản Quan sát mặt cắt ngang của xơ chuối qua kính hiển vi, ta thấy xơ chuối có dạng bó, gồm các hình đa giác của xơ cơ bản (có hoặc không có các góc được làm tròn) hoặc hình bầu dục. 15 Nhìn dọc theo chiều dài bó xơ sẽ thấy một lớp lốm đốm phía ngoài, chính là silic đioxit. Chất này sẽ còn lại sau khi đốt xơ. Hình 3. Mặt cắt ngang –dọc xơ chuối b.2. Độ trùng hợp: Tính chất cơ học của xơ có mối liên hệ với độ trùng hợp trung bình. Độ trùng hợp còn được dùng để đánh giá sự sụt giảm lượng xenlulo do sự phá hủy bởi bức xạ, các tác nhân vật lý hay hóa học. Sau đây là độ trùng hợp xenlulo của một số loại xơ thực vật: Chuối : 1.990 Sisal : 2.160 Lanh : 2.390 Gai : 2.660 Cotton : 2.020 Đay : 1.920 Độ trùng hợp của xơ chuối gần tương đương với xơ cotton, thấp hơn so với lanh, gai. Điều này cho thấy xơ chuối sẽ ít dòn, ít cứng hơn xơ gai, lanh nhưng đồng thời độ bền cơ học của xơ chuối cũng sẽ thấp hơn so với xơ gai, lanh, và tương đương với xơ cotton. 16 b.3. Trọng lượng riêng và độ xốp: - Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng đúng: Bảng 5. Độ xốp, khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng Loại xơ Độ xốp (%) Khối lượng riêng biểu kiến (g/cc) Khối lượng riên đúng (g/cc) Mesta 18 1,21 1,47 Aloe 21 1,17 1,47 Chuối 17-21 1,2—1,1 1,45-1,40 Sisal 17 1,2 1,45 Roselle 15 1,24 1,46 Đay 14-15 1,23 1,44 Sunn 12 1,35 1,53 Gai (ramie) 7,5 1,44 1,56 Lanh 10,7 1,38 1,54 Nguồn: Sinha M.K.,J. Text.Inst., 65(1), 27-33, 1974. Xơ chuối có khối lượng riêng nhẹ hơn xơ gai và lanh. Độ xốp của xơ chuối cao hơn xơ gai và xơ lanh nên tính cách nhiệt của xơ chuối sẽ cao hơn xơ libe gai và lanh. Đây là điểm ưu việt hơn của xơ chuối so với xơ lanh và xơ gai. 17 b.4. Độ hút ẩm và độ trương nở: - Độ hút ẩm: Bảng 6. Độ hút ẩm của một số loại xơ Độ hút ẩm (%) STT Loại xơ Điều kiện 65%, 700F 1 Chuối 9,5 2 Sisal 11,0 3 Cotton 7-8 4 Đay 12 5 Kapok 10 6 Gai (ramie) 6 7 Len 12 8 Xơ dừa 10 Nguồn: Handbook of Fiber Chemistry Độ hút ẩm của xơ chuối (9,5%) cao hơn xơ cotton, cho nên khả năng hút ẩm của xơ chuối sẽ tốt hơn xơ cotton. - Độ trương nở của xơ trong nước: khi xơ trương nở, chúng sẽ thay đổi kích thước, trương nở theo hướng ngang và theo trục. Độ trương nở của xơ làm cho vải ổn định kích thước. Khi xơ trương nở, các khe hở của vải dệt thoi sẽ được lấp đầy. Độ trương nở là một yếu tố quan trọng đối với vải crêp (do sợi bị tăng góc xoắn khi trương nở), với công đoạn sấy và công đoạn nhuộm. 18 Bảng 7. Độ trương nở của một số loại xơ Độ trương nở theo phương ngang (%) Loại xơ Độ trương nở theo trục (%) Đ ộ trương nở thể tích (%) Theo đường kính Theo diện tích bề mặt Cotton 20 40 12 - Sisal - - - 39,5 Chuối - - - 42,2 Đay 20 40 0,37 44,3 Sunn - - - 45,4 Lanh - 47 0,1-0,2 29,5 Gai - - - 32,0 Nguồn: Harris M., Harris’s Handbook of Textile Fibers, Harris Res. Lab., Inc Washington D.C 1954 Độ trương nở về thể tích của xơ chuối cao hơn hẳn so với xơ gai và lanh. Độ trương nở của xơ có ảnh hưởng đến tốc độ nhuộm, xơ có độ trương nở càng lớn thì tốc độ nhuộm càng nhanh. Do đó, dựa vào sự sánh thông số về độ trương nở như trên, ta có thể rút ra nhận xét là thời gian nhuộm của xơ chuối sẽ ít hơn so với nhuộm xơ gai, lanh trên cùng một màu. b.5. Nhiệt dung riêng: Bảng 8. Nhiệt dung riêng của một số loại xơ STT Loại xơ Nhiệt dung riêng (cal/g/0C) 1 Cotton 0,292 2 Sisal 0,317 19 3 Chuối 0,322 4 Gai dầu 0,323 5 Đay 0,324 6 Lanh 0,322 7 Kapok 0,324 Nguồn: Harris M., Harris’s Handbook of Textile Fibers, Harris Res. Lab., Inc Washington D.C 1954. Theo bảng số liệu trêm, ta nhận thấy nhiệt dung riêng của các xơ gần như nhau. c. Tính chất cơ học: - Thông số cơ học của xơ chuối và một số loại xơ thực vật khác: Bảng 9. Độ bền tương đối – Độ giãn của một loại xơ Loại xơ Độ bền tương đối Độ kéo giãn (%) Công kéo đứt (g/dtex) Lanh (tow) 5,1 2,8 0,070 Gai 6,1 3,6 0,103 Chuối 6,8 2,6 0,077 Sisal 48 1,9 0,0444 Dừa - 16 0,16 Nguồn: McGovern J.N., Fibers, Vegetable, In Polymers—Fibers and Textiles. A Compendium, University of Wisconsin, Madison, WI, 1990. 20