Đồ án: Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên

Luận văn nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su. Trình bày quy trình, phương pháp và kết quả đánh giá độ bền màu sản phẩm.

• Tác giả: Vũ Thị Hải Lam
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Hưng Thủy
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ tạo màu móng tay giả từ latex cao su thiên nhiên

Công nghệ tạo màu móng tay giả từ latex cao su thiên nhiên là một lĩnh vực nghiên cứu hiện đại kết hợp giữa hóa học polymer và thẩm mỹ. Ngành công nghiệp móng tay giả thẩm mỹ đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới, với nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng. Latex cao su thiên nhiên được lựa chọn làm nguyên liệu chính vì tính linh hoạt, độ bền cao và khả năng tương thích với da người tốt. Quá trình nghiên cứu này bao gồm việc lựa chọn chất màu phù hợp, kỹ thuật phối trộn và gia công để tạo ra những sản phẩm móng tay giả chất lượng cao với màu sắc tự nhiên, bền màu và an toàn cho người sử dụng.

1.1. Nhu cầu thị trường móng tay giả thẩm mỹ

Nhu cầu móng tay giả thẩm mỹ tăng vọt trên thị trường toàn cầu, đặc biệt trong các nước phát triển. Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến vẻ ngoài và chăm sóc sắc đẹp. Móng tay giả không chỉ là sản phẩm làm đẹp mà còn là phụ kiện thời trang. Việc sử dụng latex cao su thiên nhiên để sản xuất móng tay giả đáp ứng nhu cầu ngành công nghiệp thẩm mỹ về chất lượng cao và tính bền vững.

1.2. Ứng dụng latex cao su thiên nhiên trong ngành thẩm mỹ

Latex cao su thiên nhiên mang lại nhiều lợi thế trong sản xuất móng tay giả: độ co giãn tuyệt vời, độ an toàn cao, khả năng tạo hình linh hoạt và thích hợp với da người. Chất liệu này cho phép các nhà sản xuất tạo ra những sản phẩm móng tay với độ chi tiết cao, bền màu lâu dài và không gây kích ứng da. Khác với các chất liệu nhân tạo, latex thiên nhiên có tính sinh học tương thích tốt.

II. Quy trình tạo màu móng tay giả từ latex cao su

Quy trình gia công móng tay giả từ latex cao su thiên nhiên gồm nhiều bước kỹ thuật phức tạp. Đầu tiên, latex cao su được lựa chọn với tiêu chuẩn chất lượng cao, sau đó được phối trộn với các hóa chất phụ trợ như chất gia cứng, chất trợ xúc tiến, chất phòng lão và chất màu. Các chất màu sử dụng cho cao su được chọn lựa kỹ lưỡng để đạt màu sắc tự nhiên như màu sắc của móng tay người. Quá trình lưu hóa với lưu huỳnh giúp tăng độ bền cơ lý. Sau đó, hỗn hợp được định hình thành móng tay và hoàn tất bằng các xử lý cuối cùng.

2.1. Phối liệu và hóa chất phụ trợ

Hóa chất phối trộn với latex cao su thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong công nghệ tạo màu. Diethyl dithiocarbamate kẽm (EZ) được sử dụng làm chất gia cứng, chất trợ xúc tiến tăng tốc độ lưu hóa, Butylated Hydroxy Toluene (BHT) làm chất phòng lão bảo vệ sản phẩm khỏi oxy hóa. Chất làm đặc giúp điều chỉnh độ dính của huyền phù latex.

2.2. Lựa chọn và ứng dụng chất màu

Chất màu sử dụng cho cao su được lựa chọn dựa trên cấu tạo và màu sắc của móng tay người. Các chất màu phải tương thích với latex, không gây kích ứng da và bền màu lâu dài. Công nghệ tạo màu móng tay giả sử dụng các chất màu an toàn được phê duyệt, có khả năng tạo ra các màu sắc của móng tay từ hồng nhạt đến những tông màu đậm, bóng bẩy hoặc matte.

III. Tính chất và đặc trưng của móng tay giả từ latex cao su

Tính chất latex cao su thiên nhiên sau khi được gia công thành móng tay giả cho thấy nhiều ưu điểm nổi bật. Cơ tính cao su lưu hóa cải thiện đáng kể nhờ quá trình lưu hóa với lưu huỳnh, tăng độ cứng, độ đàn hồi và khả năng chịu tải. Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ lý của cao su lưu hóa bao gồm nhiệt độ, thời gian lưu hóa và lượng chất gia cứng. Sản phẩm cuối cùng có độ bền cao, chống mài mòn tốt và bền màu dài lâu. Phương pháp gia tốc thời tiết Q-UV được sử dụng để kiểm tra độ bền màu và khả năng chống tia cực tím.

3.1. Đặc tính cơ học của sản phẩm

Móng tay giả từ latex cao su có độ đàn hồi xuất sắc, cho phép người dùng cảm thấy tự nhiên khi tương tác. Độ bền màu móng tay được cải thiện thông qua việc sử dụng chất phòng lão và các chất màu chất lượng cao. Phương pháp đánh giá cơ tính bao gồm kiểm tra độ kéo, độ đứt, độ cứng Shore A. Sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn cao về chất lượng cơ lý.

3.2. Độ bền và khả năng lưu trữ

Phương pháp tồn trữ nhiệt và gia tốc thời tiết Q-UV là những công cụ đánh giá độ bền màu móng tay giả. Các sản phẩm được kiểm tra khả năng chống mài mòn, chống nứt, chống p褪 màu dưới điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Xác định tổng hàm lượng chất rắn của latex CSTN giúp đánh giá chất lượng nguyên liệu ban đầu và ảnh hưởng đến độ bền cuối cùng của sản phẩm.

IV. Ứng dụng thực tiễn và triển vọng phát triển

Công nghệ tạo màu móng tay giả từ latex cao su thiên nhiên mở ra nhiều triển vọng ứng dụng thực tiễn. Sản phẩm không chỉ được sử dụng trong ngành thẩm mỹ chuyên nghiệp mà còn cho người tiêu dùng bình thường. Móng tay giả từ latex cao su có ưu điểm an toàn, tương thích sinh học tốt, phù hợp cho các nhóm người có da nhạy cảm. Việc phát triển công nghệ tạo màu tiên tiến cho phép sản xuất các sản phẩm với nhiều màu sắc đa dạng, từ tự nhiên đến sáng tạo. Ngành công nghiệp sẽ tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu để cải thiện chất lượng, hiệu suất sản xuất và tính bền vững của sản phẩm.

4.1. Thị trường và tiềm năng phát triển

Ngành công nghiệp móng tay giả đang phát triển nhanh chóng tại Việt Nam và các nước Đông Nam Á. Latex cao su thiên nhiên từ Việt Nam được coi là nguyên liệu chất lượng cao cho sản xuất. Việc sử dụng công nghệ tạo màu móng tay giả tiên tiến giúp các nhà sản xuất cạnh tranh tốt hơn trên thị trường quốc tế. Nhu cầu tiêu dùng liên tục tăng, đặc biệt ở các thành phố lớn và nhóm tuổi trẻ.

4.2. Hướng nghiên cứu và cải tiến tương lai

Các hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc phát triển các chất màu thân thiện với môi trường hơn và độ bền màu tốt hơn. Phương pháp gia tốc thời tiết Q-UV và các kiểm tra chất lượng khác sẽ được cải tiến thêm. Nghiên cứu về tính ứng dụng của sản phẩm cho các nhóm người khác nhau là ưu tiên. Bên cạnh đó, tối ưu hóa quy trình gia công sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên để giảm chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng là mục tiêu hướng tới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ 1.1 Nhu cầu của ngón tay giả thẩm mỹ Ngón tay giả chủ yếu là các phần giả mang tính thẩm mỹ, được lắp trùm lên mỏm cụt ngón. Ngón tay giả mềm, mỏng, ôm sát vào phần ngón-da thật nên tạo cảm giác dễ chịu, có tác dụng bảo vệ vùng da nhạy cảm ở đầu mỏm cụt, tránh các va chạm gây đau đớn đầu mỏm cụt. sản phẩm này thường được làm theo độ cong tự nhiên của ngón, màu sắc gần nhất với màu da ngón thật thậm chí những nếp nhăn hay dấu vân tay. Phần móng tay thường có màu hồng và độ bóng tạo cảm giác chân thực.1 Ngón tay giả thẩm mỹ Ngón tay giả được gia công phụ thuộc vào mức độ thương tích và cấu tạo ngón tay của người khuyết tật cụ thể, cho nên không thể sản xuất hàng loạt.

Ngoài ra, ngón giả không thể sử dụng vĩnh viễn mà trung bình cứ 3 năm lại phải thay mới, và việc đó kéo dài trong suốt cuộc đời người khuyết tật. Vì thế chi phí cho một người khuyết tật là khá lớn so với thu nhập bình quân của người lao động Việt Nam. Tại Việt Nam, người khuyết tật chiếm khoảng 10% dân số, tương đương 8,6 triệu người, trong đó khoảng 2 triệu là trẻ em. Tỉ lệ khuyết tật dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng do những nguyên nhân xuất phát từ ảnh hưởng hệ quả của quá trình phát triển xã hội như tai nạn, ô nhiễm môi trường và do bom mìn còn sót lại sau chiến tranh.

Số lượng trẻ em tại Việt Nam được nhận trợ giúp phục hồi chức năng rất thấp, chỉ khoảng 1/5 trẻ khuyết tật được sử dụng tay giả, chân giả, chỉnh hình [2]. Như vậy nhu cầu được gắn tay chân giả là rất lớn so với khả năng đáp ứng của các cơ sở chuyên môn.2 Các nghiên cứu về ngón tay giả thẩm mỹ 1.1 Trên thế giới Sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ trên thế giới được làm với nhiều mục đích khác nhau. Sản phẩm này gần như giống hệt ngón tay thật, thậm chí sao chép hoàn hảo dấu vân tay người. Điều này gây ra lổ hổng an toàn bảo mật khi sử dụng dấu vân tay để nhận dạng.

Vì thế, các nghiên cứu khoa học trên thế giới hiện nay hầu hết tập trung vào lĩnh vực nhận diện ngón tay giả. Các nghiên cứu cải thiện chất lượng cho ngón tay giả thẩm mỹ chỉ được các công ty kinh doanh thực hiện và không được công bố cụ thể. Năm 2006, Athos Antonelli và nhóm cộng sự đã nghiên cứu phương pháp phát hiện ngón tay giả dựa trên phân tích biến dạng da. Người dùng được yêu cầu di chuyển ngón tay trong khi ấn vào bề mặt máy quét, máy sẽ ghi lại, phóng đại và phân tích sự biến dạng của da bằng cách mã hóa và so sánh thông tin biến dạng da với hệ thống kết quả thực nghiệm đã được tiến hành trên ngón tay thật và giả chuẩn [3] [4].

Cùng năm 2006, D Baldisserra, A Franco, D Maio và D Maltoni đã cho ra được công trình nhận biết ngón tay giả bằng mùi. Một cảm biến mùi (mũi điện tử) được sử dụng để lấy mẫu tín hiệu mùi và thuật toán đặc biệt cho phép phân biệt mùi da ngón tay với các vật liệu khác như latex, silicone hoặc gelatin- những vật liệu thường được sử dụng để giả mạo dấu vân tay giả [5]. Năm 2014, hội nghị sinh trắc học được tổ chức tại Trung Quốc, các nhà khoa học đã tìm ra được thêm phương pháp nhận diện ra được ngón tay giả dựa trên nhận diện tĩnh mạch ngón tay, điều mà ngón tay giả hoàn toàn không có [6]. Năm 2014, nghiên cứu của Jean-François Mainguet và nhóm cộng sự đã tổng hợp về tình hình làm ngón tay giả hiện nay và các hướng nghiên cứu để nhận diện [7] 1.2 Tại Việt Nam Năm 2005, Xưởng dụng cụ chỉnh hình của bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu cách thức làm “ngón tay giả” thẩm mỹ bằng silicon.

Đề tài này của Bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị 2 bệnh nghề nghiệp TPHCM đã tham gia giải thưởng “Chất lượng khám chữa bệnh năm 2016” [8]. Từ 2015, các nghiên cứu công nghệ làm ngón tay giả từ latex cao su thiên nhiên được thực hiện và là tiền đề phát triển luận văn “Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên", hướng đến mục tiêu tạo ra được ngón tay giả thẩm mỹ hoàn chỉnh bằng latex cao su thiên nhiên:  Năm 2015, Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM “Công nghệ sản xuất sản phẩm rỗng đi từ cao su latex” của Phan Thanh Nam.  Năm 2018, Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM “Nghiên cứu công nghệ giả da trên nền cao su thiên nhiên” của Nguyễn Tấn Nghĩa. Nghiên cứu đã đưa ra cách tạo khuôn, tỷ lệ phối màu cho phần da ngón tay (không bao gồm phần móng), quy trình gia công sản phẩm, nhằm tạo ra sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ làm từ latex cao su thiên nhiên có độ thẩm mỹ cao và dễ sử dụng [9].3 Sản phẩm thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ Hình 1.2 Sản phẩm ngón tay giả của công ty Dianheht 1.1 Trên thế giới Trên thế giới, các sản phẩm ngón tay giả có thể làm bằng cao su silicon, keo, da thú, cao su tổng hợp.

Các sản phẩm được kinh doanh với mức giá khá cao so với thu nhập của người lao động Việt Nam:  Nhật Bản là một thị trường đặc biệt với số lượng lớn người khuyết tật ngón tay út và áp út. Chi phí cho một ngón tay giả làm bằng silicone lên tới 2. 3  Tại thị trường Âu mỹ, công ty Dianheht ngón tay giả thẩm mỹ có giá khoảng 700 USD. Các sản phẩm này đều làm bằng cao su silicone với các đặc tính ưu việt của loại vật liệu này.2 Tại Việt Nam Từ năm 2005 trở về trước, các bệnh viện thường giới thiệu bệnh nhân qua bệnh viện ở Thái Lan để làm ngón tay thẩm mỹ với chi phí vào khoảng 1000 USD/ngón tay hoặc lấy dấu tại Việt Nam sau đó gửi sang Pháp thực hiện với khoảng 10 triệu đồng/ngón [14].

Từ năm 2005, Xưởng dụng cụ chỉnh hình của bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh làm ngón tay giả thẩm mỹ bằng silicone với mức giá khoảng 1,2- 1,5 triệu đồng/ ngón. Xưởng chỉnh hình của BV Chỉnh hình và phục hồi chức năng TPHCM làm ngón tay giả silicon với mức giá từ 1 đến 2 triệu đồng/ ngón (phụ lục). Hiện nay, có nhiều công ty kinh doanh bằng cách tư vấn, thiết kế phù hợp với đặc điểm kích thước, màu sắc của từng khách hàng sau đó trực tiếp đặt hàng sản xuất đơn chiếc tại nước ngoài từ nguyên liệu silicon hoặc PVC [15] hoặc tự gia công sản phẩm [16].3 Ngón tay giả thẩm mỹ bằng silicon Như vậy, mặc dù sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ đã được chế tạo và bán rộng rãi, nhưng đa số làm bằng cao su silicone và có giá rất cao. Chưa có sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ thương mại bằng cao su thiên nhiên tại thị trường Việt Nam và thế giới.

Tại 4 nước ngoài, không có công trình nghiên cứu ngón tay giả bằng latex cao su thiên nhiên được công bố. Tại Việt Nam đã có các nghiên cứu ban đầu về ngón tay giả bằng latex cao su thiên nhiên, tạo được ngón tay có hình dạng và màu da giống với ngón tay người nhưng chưa tạo được màu móng cho sản phẩm. Đề tài nghiên cứu tạo ra một phần móng tay của ngón tay giả thẩm mỹ, hướng đến mục tiêu tạo ra được ngón tay giả thẩm mỹ hoàn chỉnh có giá thành thấp dành cho người khuyết tật Việt Nam, sử dụng nguyên liệu sẵn có của Việt Nam là latex cao su thiên nhiên; nhằm mang lại niềm vui trong cuộc sống cho những người lao động nghèo ko may bị khuyết tật, giúp họ tự tin giao tiếp và cống hiến sức trẻ, đóng góp vào quá trình phát triển của đất nước. Các thí nghiệm được tiến hành để xác định công thức pha màu, cách gia công tạo màu, cơ tính và độ bền màu của móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên.2 Tổng quan về latex cao su thiên nhiên Latex cao su là một chất lỏng phức hợp, có thành phần và tính chất khác biệt nhau theo tùy loại.

Theo nguyên tắc ta có thể nói đó là một trạng thái nhũ tương của các hạt tử cao su hay thể giao trạng trong một serum lỏng. Ở Việt Nam, cao su latex còn được gọi là mủ cao su dạng nước. Có hai loại cao su latex: latex cao su thiên nhiên và latex cao su tổng hợp. Mỗi loại Latex cao su sẽ có tính chất và đặc trưng riêng do sự khác nhau về cấu tạo và liên kết giữa các phẩn tử cấu thành nên chúng.

Gia công ngón tay giả sử dụng nguyên liệu latex cao su thiên nhiên.1 Định nghĩa latex cao su thiên nhiên Latex cao su thiên nhiên (CSTN): là latex cao su Polyisoprence thiên nhiên thu hoạch từ cao su thiên nhiên, chủ yếu là loại Hevea Brasiliensis (thuộc họ Euphorbiaceae), bằng phương pháp cạo mủ. Loại cao su thiên nhiên này rất thân thiện với môi trường nhờ khả năng phân hủy nhanh hơn so với loại cao su tổng hợp.2 Thành phần hóa học của latex cao su thiên nhiên Trên phương diện kỹ thuật, trừ cao su ra, ta không thể biết tường tận tất cả thành phần nên cấu tạo latex, nhưng ta biết được thành phần latex như thế nào và những thay đổi của chúng có những ảnh hưởng gì tới tính chất cấu tạo của cao su và latex dùng trong công nghiệp chế biến sản phẩm cao su. Các phân tích latex cao su thiên nhiên từ nhiều loại cây cao su khác nhau đưa ra tỉ lệ các thành phần như bảng sau: Bảng 1.1 Tỉ lệ các thành phần của latex cao su thiên nhiên Thành phần Tỉ lệ (%) Cao su 30-40 Nước 52-70 Protein 2-3 Lipid và dẫn xuất 1-2 Glucid 1 Khoáng chất 0,3-0,7 1.1 Hydrocarbon cao su Hydrocarbon cao su (pha phân tán) là các hạt tử cao su polyisoprene, được tổng hợp bằng con đường sinh học (điều khiển bằng hệ thống enzym). Chính vì thế Polyisoprene thu được có những tính ưu việt về cấu trúc- điều hòa lập thể rất cao: 100% đồng phân dạng cis, khối lượng phân tử lớn và đồng nhất, mức độ kết bó chặt chẽ.

Hàm lượng các hạt tử cao su tùy theo đặc tính sinh lý của cây dao động từ 25- 54%.