Nghiên cứu khả năng nhuộm của vải bông với dịch chiết từ lá cẩm

Đồ án nghiên cứu khả năng nhuộm của vải bông với dịch chiết từ lá cẩm tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Đoàn Hồng Trâm Anh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tuấn Anh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ may
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng nhuộm của vải bông với dịch chiết từ lá cẩm
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan khả năng nhuộm của vải bông với dịch chiết lá cẩm

Vải bông là vật liệu dệt may phổ biến nhất thế giới. Cấu trúc xơ bông chứa hơn 90% cellulose tự nhiên. Xơ bông có độ bền kéo cao, khả năng hút ẩm vượt trội và thân thiện với làn da. Tuy nhiên, ngành công nghiệp nhuộm hóa chất đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Do đó, xu hướng sử dụng chất màu tự nhiên ngày càng phát triển mạnh mẽ. Cây lá cẩm là nguồn dược liệu và thực phẩm quen thuộc tại Việt Nam. Dịch chiết lá cẩm chứa hàm lượng cao các sắc tố tự nhiên an toàn. Đề tài tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tập trung khai thác tiềm năng màu sắc từ loại cây này. Mục tiêu chính là đánh giá khả năng bắt màu của xơ cellulose với dịch chiết thảo mộc. Nghiên cứu thực hiện quy trình chiết xuất dung dịch màu trong điều kiện nhiệt độ kiểm soát. Sắc tố tím đặc trưng từ lá cẩm tạo nên giá trị thẩm mỹ độc đáo cho mặt vải. Quy trình này giảm thiểu tối đa hóa chất độc hại trong xử lý ướt. Vật liệu sau nhuộm duy trì độ mềm mại nguyên bản của sợi bông. Đây là bước tiến quan trọng hướng đến thời trang bền vững.

1.1. Cấu trúc xơ bông và cơ chế hấp phụ màu

Xơ bông cấu tạo từ các đại phân tử cellulose mạch thẳng. Các nhóm hydroxyl tự do phân bố dày đặc dọc theo mạch phân tử. Cấu trúc này tạo ra vùng vô định hình xen kẽ vùng kết tinh. Vùng vô định hình cho phép dung dịch nhuộm khuếch tán vào sâu bên trong. Khi ngâm trong nước, xơ bông trương nở và tạo khoảng trống mao dẫn. Phân tử màu trong dịch chiết lá cẩm di chuyển qua các mao quản này. Lực liên kết hydro đóng vai trò chủ đạo giữ hạt màu trên mạch cellulose. Lực hút Van der Waals cũng gia cố thêm liên kết giữa màu và xơ. Sự tương tác vật lý này quyết định trực tiếp đến độ đậm của màu sắc.

1.2. Đặc tính sắc tố chiết xuất từ lá cẩm

Lá cẩm chứa các hợp chất màu tự nhiên thuộc nhóm sắc tố hữu cơ bền. Dung dịch chiết xuất từ lá cẩm thường có màu tím tươi đặc trưng. Sắc tố này tan rất tốt trong dung môi nước ở nhiệt độ thích hợp. Độ hòa tan cao giúp phân tử màu phân tán đồng đều trong bể nhuộm. Tuy nhiên, sắc tố tự nhiên rất nhạy cảm với độ pH và nhiệt độ. Khi môi trường kiềm hoặc axit thay đổi, ánh màu sẽ biến đổi nhẹ. Sự ổn định của sắc tố quyết định chất lượng hoàn tất của vải dệt. Việc chiết xuất đúng kỹ thuật giữ lại tối đa nồng độ hoạt chất màu. Nhờ đó, sản phẩm tạo ra có sắc thái tự nhiên và tươi sáng.

II. Phân tích trở ngại khi nhuộm vải bông với dịch chiết lá cẩm

Việc ứng dụng chất màu tự nhiên trên xơ bông đối mặt nhiều thách thức kỹ thuật. Xơ bông mang điện tích âm nhẹ khi ngâm vào môi trường nước. Nhiều hợp chất màu tự nhiên cũng mang điện tích cùng dấu trong dung dịch. Hiện tượng đẩy tĩnh điện này làm giảm ái lực giữa xơ và phẩm màu. Phân tử màu khó bám chặt vào cấu trúc tinh thể của sợi xenlulozo. Quá trình giặt giũ thông thường dễ dàng rửa trôi các hạt màu bám lỏng lẻo. Độ bền màu giặt và độ bền chà xát của mẫu nhuộm thường không đạt tiêu chuẩn công nghiệp. Bên cạnh đó, các yếu tố môi trường nhuộm ảnh hưởng lớn đến kết quả. Sự dao động nhỏ của nhiệt độ bể nhuộm gây lệch tông màu giữa các mẻ. Thời gian gia nhiệt kéo dài có thể phá hủy cấu trúc phân tử của sắc tố thực vật. Nồng độ dịch chiết không đồng đều cũng dẫn đến hiện tượng loang lổ trên bề mặt vải. Vấn đề ổn định nguồn nguyên liệu lá cẩm tự nhiên cũng là một rào cản lớn.

2.1. Giới hạn về ái lực nhuộm và độ bền màu

Liên kết giữa phân tử màu lá cẩm và xơ bông chủ yếu là liên kết thứ cấp. Các liên kết hydro này có năng lượng liên kết tương đối yếu. Dưới tác động của nước xà phòng ấm, liên kết dễ bị phá vỡ. Hạt màu bị cuốn trôi khiến độ bền màu giặt suy giảm đáng kể. Thước xám đánh giá độ bền màu thường chỉ đạt mức thấp nếu không xử lý phụ trợ. Ngoài ra, tác động của ánh sáng mặt trời cũng làm phai màu nhanh chóng. Tia tử ngoại phân hủy các nối đôi trong cấu trúc phân tử sắc tố thực vật. Độ bền ma sát ướt cũng là một hạn chế kỹ thuật cần được khắc phục triệt để.

2.2. Sự biến động màu do nồng độ và pH dung dịch

Màu sắc dịch chiết lá cẩm rất nhạy cảm với sự thay đổi của độ pH. Trong môi trường axit nhẹ, dung dịch thường chuyển sang sắc đỏ tía. Ngược lại, môi trường kiềm có thể biến đổi màu sắc thành xanh hoặc xám xỉn. Sự mất kiểm soát pH trong bồn nhuộm sẽ làm biến đổi ánh màu sản phẩm. Nồng độ dịch chiết cũng ảnh hưởng trực tiếp đến độ sâu màu trên xơ. Nồng độ quá loãng không đủ hạt màu để che phủ bề mặt sợi. Ngược lại, nồng độ quá đậm gây lãng phí nguyên liệu và tạo cặn bám. Do đó, việc duy trì thông số công nghệ ổn định là yêu cầu bắt buộc trong sản xuất.

III. Phương pháp tối ưu nhuộm vải bông với dịch chiết lá cẩm tự nhiên

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã thiết lập quy trình nhuộm tối ưu. Phương pháp sử dụng chất gắn màu kim loại và hữu cơ thân thiện để nâng cao ái lực. Chất cầm màu đóng vai trò cầu nối hóa học giữa xơ cellulose và phân tử màu lá cẩm. Quy trình tiền xử lý vải bông được chuẩn hóa kỹ lưỡng nhằm loại bỏ tạp chất. Vải được làm sạch sáp tự nhiên và tạp chất pectin để tăng khả năng thấm ướt dung dịch. Quá trình chiết màu từ lá cẩm tươi diễn ra ở nhiệt độ và thời gian xác định. Dung dịch chiết được lọc tinh để loại bỏ hoàn toàn cặn sinh học lơ lửng. Bể nhuộm được kiểm soát chặt chẽ về tỷ trọng dung dịch, giá trị pH và chu kỳ gia nhiệt. Phương pháp gắn màu trước hoặc gắn màu đồng thời giúp hạt màu liên kết bền chặt. Kết quả khảo sát cho thấy vải nhuộm đạt độ đều màu cao và dải sắc tím ổn định.

3.1. Kỹ thuật tiền xử lý và sử dụng chất gắn màu

Công đoạn tiền xử lý quyết định trực tiếp khả năng ngấm dịch chiết của xơ bông. Vải bông thô được nấu tẩy nhẹ để loại bỏ lớp dầu mỡ tự nhiên. Quá trình này giải phóng tối đa các nhóm hydroxyl tự do trên bề mặt sợi. Sau đó, kỹ thuật gắn màu được đưa vào quy trình nhuộm. Các muối kim loại thân thiện môi trường như phèn nhôm hoặc phèn sắt được sử dụng. Cation kim loại tạo phức chelate bền vững với cả phân tử xenlulozo và sắc tố. Phức chất này cố định hạt màu sâu bên trong cấu trúc mao dẫn của sợi bông. Nhờ vậy, độ bền màu của mẫu vải tăng lên từ 1 đến 2 cấp chuẩn.

3.2. Thiết lập thông số nhiệt độ và thời gian nhuộm

Nhiệt độ bể nhuộm được duy trì ổn định trong khoảng 60 đến 80 độ C. Mức nhiệt này đủ để xơ bông trương nở tối đa mà không phân hủy sắc tố. Thời gian nhuộm kéo dài từ 45 đến 60 phút giúp phân tử màu khuếch tán đều. Tỷ lệ dung dịch nhuộm được tính toán chính xác để đảm bảo độ đồng nhất bề mặt. Thiết bị nhuộm đảo mẫu liên tục nhằm tránh tình trạng tụ màu cục bộ. Kết thúc quá trình, mẫu vải được giặt sạch bằng nước ấm để loại bỏ màu dư thừa. Quy trình sấy khô ở nhiệt độ phòng giúp cố định màu hoàn toàn trên nền xơ. Các bước kiểm soát chặt chẽ đảm bảo tính lặp lại của kết quả thực nghiệm.

IV. Ứng dụng thực tiễn nhuộm vải bông với dịch chiết lá cẩm tại HCMUTE

Nghiên cứu tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM mở ra triển vọng lớn cho dệt may sinh thái. Kết quả thực nghiệm chứng minh lá cẩm hoàn toàn đáp ứng yêu cầu tạo màu tự nhiên. Vải bông sau khi nhuộm sở hữu gam màu tím thanh lịch và sang trọng. Độ bền màu giặt và độ bền ma sát đạt mức chấp nhận được theo tiêu chuẩn dệt may. Quy trình công nghệ đã tối ưu hóa việc tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam. Điều này giúp giảm thiểu chi phí nguyên liệu và bảo vệ môi trường sinh thái. Đồ án của sinh viên khoa Thời trang và Du lịch đóng góp dữ liệu quý báu cho ngành may. Công trình thúc đẩy việc chuyển giao công nghệ nhuộm sạch sang các cơ sở sản xuất thủ công nghiệp. Các sản phẩm thời trang trẻ em và đồ gia dụng sẽ hưởng lợi trực tiếp từ công nghệ này. Xu hướng tiêu dùng bền vững đang tạo động lực phát triển mạnh mẽ cho vật liệu tự nhiên.

4.1. Đánh giá độ bền màu và chất lượng thành phẩm

Mẫu vải bông sau nhuộm được kiểm tra độ bền màu trên tủ so màu chuyên dụng. Đánh giá dựa trên thang thước xám tiêu chuẩn quốc tế ISO. Kết quả cho thấy độ bền màu giặt của vải đạt từ cấp 3 đến cấp 4 khi dùng chất gắn màu. Độ bền màu ma sát khô đạt cấp 4, thể hiện khả năng giữ màu cơ học rất tốt. Cảm giác sờ tay của mẫu vải vẫn duy trì được độ mềm mịn đặc trưng của sợi bông. Cấu trúc cơ lý của xơ xenlulozo không bị tổn hại sau quá trình xử lý nhiệt. Sản phẩm hoàn thiện đạt tiêu chuẩn an toàn cho làn da nhạy cảm. Đây là cơ sở khẳng định giá trị ứng dụng cao của đề tài nghiên cứu.

4.2. Khả năng phối màu và hướng phát triển thương mại

Nghiên cứu cũng khảo sát khả năng mở rộng dải màu bằng cách phối hợp dịch chiết tự nhiên. Việc kết hợp dịch chiết lá cẩm với dịch chiết hoa hòe hay củ nghệ tạo ra các sắc thái mới lạ. Gam màu mở rộng từ tím hoa cà đến đỏ tím và nâu đất tự nhiên. Phương pháp phối trộn này tạo sự đa dạng mẫu mã cho các bộ sưu tập thời trang thủ công. Hướng phát triển tiếp theo là hoàn thiện quy trình ở quy mô bán công nghiệp. Việc hợp tác với các hợp tác xã dệt may truyền thống sẽ tối ưu hóa giá trị chuỗi cung ứng. Đây là giải pháp hữu hiệu thúc đẩy xu hướng tiêu dùng xanh trong ngành dệt may hiện đại.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may giữ vai trò thiết yếu đối với nền kinh tế và đời sống xã hội, tuy nhiên đây cũng là một trong những lĩnh vực tiêu tốn tài nguyên nước lớn nhất trong các ngành sản xuất. Theo các số liệu thực tế được nêu trong đề tài, quá trình tiền xử lý và hoàn tất dệt nhuộm truyền thống đòi hỏi từ 100 đến 150 lít nước để xử lý hoàn chỉnh 1 kg vải, trong đó riêng công đoạn nhuộm đã chiếm khoảng 61% tổng lượng nước sử dụng. Trong bối cảnh nguồn tài nguyên nước ngọt trên Trái Đất chỉ chiếm khoảng 2,5% (với 68,7% ở dạng băng tuyết, hơn 30% là nước ngầm và chỉ 0,3% là nước mặt tại sông, hồ, suối), việc xả thải một lượng lớn nước thải chứa hóa chất nhuộm tổng hợp độc hại đang tạo ra áp lực nghiêm trọng lên môi trường và hệ sinh thái.

Trước yêu cầu cấp thiết về phát triển bền vững và sản xuất sạch hơn, việc nghiên cứu các giải pháp dệt nhuộm thân thiện môi trường sử dụng chất màu tự nhiên từ thực vật đang trở thành một định hướng quan trọng. Vải bông (vải cotton) là loại vải dệt từ xơ cellulose tự nhiên được sử dụng phổ biến nhất hiện nay nhờ các đặc tính ưu việt như độ mềm mại, khả năng thoáng khí, độ hút ẩm tốt và tính an toàn cho da. Tuy nhiên, việc ứng dụng chất màu tự nhiên lên chất nền xơ bông gặp nhiều thách thức về khả năng gắn kết màu và độ bền màu khi sử dụng. Cây lá cẩm (Peristrophe roxburghiana) là loài thực vật bản địa quen thuộc tại Việt Nam, thường được ứng dụng trong ẩm thực truyền thống để tạo sắc màu tím đặc trưng, chứa các sắc tố hữu cơ có tiềm năng tạo màu sinh học an toàn. Xuất phát từ bối cảnh đó, đề tài "Nghiên cứu khả năng nhuộm của vải bông với dịch chiết từ lá cẩm" được thực hiện nhằm đánh giá và tối ưu hóa khả năng nhuộm của dịch chiết lá cẩm trên chất nền vải bông.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm 3 nội dung trọng tâm:

1. Nghiên cứu khả năng nhuộm của dịch chiết từ lá cẩm trên chất nền vải bông.
2. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhuộm, từ đó thiết lập điều kiện đạt tốt nhất nhằm nâng cao chất lượng nhuộm bằng chất màu tự nhiên.
3. Đánh giá độ bền màu của vải bông trước và sau khi nhuộm.

Để hiện thực hóa các mục tiêu trên, đề tài thực hiện 4 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Thực hiện thí nghiệm nhuộm vải bông bằng dịch chiết từ lá cẩm.
2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhuộm và đánh giá khả năng lên màu của vải.
3. Đánh giá độ ổn định màu của vải nhuộm trước và sau tác động của quá trình giặt.
4. Khảo sát tăng dải màu của dịch chiết lá cẩm bằng phương pháp kết hợp với các màu tự nhiên khác.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Vải bông tự nhiên đã qua tẩy trắng; dịch chiết màu từ lá cẩm tươi (Peristrophe roxburghiana) thu mua tại các chợ đầu mối ở Thành phố Hồ Chí Minh và được xử lý sấy khô; các yếu tố công nghệ nhuộm (nồng độ dung dịch nhuộm, nhiệt độ, thời gian, độ pH, loại và nồng độ chất cầm màu); các đặc tính màu sắc và độ bền màu của sản phẩm.
• Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Vật liệu dệt, Khoa Thời trang và Du lịch, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
• Phạm vi thời gian: Thực hiện từ ngày 22/10/2024 đến ngày 06/06/2025.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng trên cơ sở lý thuyết về hóa học chất màu dệt may, vật liệu xơ sợi cellulose và hóa học các hợp chất tự nhiên:

• Khái quát về thuốc nhuộm và chất màu: Cơ chế hấp thụ bước sóng chọn lọc trong vùng quang phổ khả kiến để phản xạ màu sắc. Phân loại thuốc nhuộm theo nguồn gốc gồm: thuốc nhuộm thực vật (cây chàm Indigofera tinctoria, bồ công anh, hoa hòe Sophora japonica, nghệ tươi chứa curcumin, lá bạch đàn Eucalyptus, hoa dâm bụt Hibiscus rosa-sinensis); thuốc nhuộm động vật (nhộng Dactylopius coccus tạo axit carminic, mực sepia từ Sepia officinalis, chất màu shellfish purple từ ốc biển chứa dibromoindigo); thuốc nhuộm vi sinh vật (vi khuẩn Chromobacterium violaceum sinh sắc tố violacein, nấm Monascus purpureus, tảo biển Spirulina chứa phycocyanin, nấm Fusarium); thuốc nhuộm khoáng vật (malachite, ochre chứa oxit sắt, azurite, đất sét kaolin); và thuốc nhuộm tổng hợp hóa học.
• Đặc tính xơ bông và vải bông: Xơ bông thuộc chi Gossypium, họ Cẩm quỳ. Thành phần hóa học của xơ bông gồm có cellulose chiếm 94,6%, khoáng chất chiếm 1,2%, acid maleic, acid citric và các acid hữu cơ khác chiếm 0,8%, tổng lượng đường chiếm 0,3% và tạp chất khác chiếm 0,9%. Xơ bông có khối lượng riêng khoảng 1,54 g/cm³, độ bền kéo từ 26 đến 44 cN/tex (khi ướt bền hơn 20%), độ giãn đứt 5-10%, khả năng hút ẩm 8-10% và chịu được nhiệt độ 150-200°C. Về mặt hóa học, đại phân tử cellulose cấu tạo từ các mắt xích glucose chứa các nhóm hydroxyl (-OH) tự do tạo liên kết hydro, quy định khả năng thẩm thấu và phản ứng với các chất trợ nhuộm.
• Cây lá cẩm (Peristrophe roxburghiana): Hoạt chất tạo màu chính là anthocyanin cùng các dẫn xuất như pelargonidin, pyranopeonidin, tannin, flavonoid và acid phenolic. Cấu trúc anthocyanin nhạy cảm với pH và chất oxy hóa, làm thay đổi cấu trúc phân tử và sắc thái quang phổ.
• Nguồn chất màu tự nhiên phối hợp: Hạt dành dành (Gardenia jasminoides) chứa hợp chất crocin tạo sắc vàng; lá dứa (Pandanus amaryllifolius) chứa chlorophyll a và chlorophyll b tạo sắc xanh lục; hạt điều nhuộm (Bixa orellana) chứa sắc tố bixin và norbixin tạo sắc đỏ cam.
• Chất cầm màu (mordant): Các ion kim loại trong muối vô cơ như phèn nhôm $KAl(SO_4)_2$, phèn sắt $FeSO_4\cdot 7H_2O$ và đồng sunfat $CuSO_4\cdot 5H_2O$ đóng vai trò làm cầu nối tạo phức chelate giữa xơ xenlulo và phân tử chất màu, giúp tăng cường khả năng gắn màu và độ bền giặt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và đánh giá:

• Phương pháp chiết xuất: Chiết ngâm nóng nguyên liệu bột lá cẩm khô trong dung môi nước cất ở nhiệt độ và thời gian quy chuẩn để thu dịch màu.
• Phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis): Xác định sự xuất hiện của các hợp chất màu trong dịch chiết lá cẩm, dịch chiết có chất cầm màu và dịch phối màu trước và sau khi gắn lên vải bông.
• Phương pháp khảo sát thực nghiệm đơn yếu tố: Khảo sát từng biến số công nghệ nhuộm gồm nồng độ dung dịch (20:80 đến 100:0), nhiệt độ (30°C đến 75°C), thời gian (30 phút đến 120 phút), pH (4 đến 9), loại chất cầm màu và nồng độ chất cầm màu (0%, 0,5%, 1%).
• Phương pháp đo màu quang học: Xác định các tọa độ màu trong không gian màu CIE Lab gồm độ sáng $L^$, tọa độ đỏ - lục $a^$, tọa độ vàng - lam $b^$, độ lệch màu tổng thể $\Delta E^$; tính toán cường độ hấp thụ màu $K/S$ theo phương trình Kubelka-Munk: $$K/S = \frac{(1 - R)^2}{2R}$$
• Phương pháp kiểm tra độ bền màu: Đánh giá độ bền giặt qua các chu kỳ 1, 2, 5 lần (mỗi lần 60 phút) và so màu bằng thước xám tiêu chuẩn trong tủ so màu. Đánh giá độ bền ma sát khô và ma sát ướt bằng thiết bị chuyên dụng.
• Phương pháp kiểm tra cơ lý vải: Đo độ thông thoáng khí, độ ẩm của vải, góc hồi nhàu và độ cứng uốn của vải bông trước và sau quá trình nhuộm.

Nguồn dữ liệu: Toàn bộ số liệu thực nghiệm được đo đạc trực tiếp trên hệ thống thiết bị chuẩn tại phòng thí nghiệm chuyên ngành của Bộ môn Công nghệ May, Khoa Thời trang và Du lịch, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày bối cảnh chung của ngành dệt may, chỉ rõ mức tiêu thụ nước lớn và tác động tiêu cực của nước thải công nghiệp nhuộm chứa hóa chất độc hại đến nguồn nước mặt (vốn chỉ chiếm 0,3% tổng lượng nước ngọt). Tác giả làm rõ tính cấp thiết của việc nghiên cứu chất màu tự nhiên thay thế thuốc nhuộm tổng hợp trên chất nền vải bông - loại vải có cấu trúc cellulose tự nhiên thoáng khí, thấm hút mồ hôi tốt.

Chương này cũng tổng hợp các nghiên cứu tiền nhiệm liên quan: nghiên cứu của Grat về độ dày và tính đàn hồi của vải bông sau xử lý giặt; nghiên cứu của Lê Thúy Nhung và Nguyễn Cẩm Hường về xây dựng quy trình kiểm tra độ bền màu của vải lụa Habotai và vải sợi tre bằng tủ so màu và thước xám; nghiên cứu của Lưu Thị Tho và cộng sự về ảnh hưởng của nồng độ muối đến quá trình nhuộm thuốc nhuộm hoạt tính Eriofast cho vải polyamide; và luận văn của Nguyễn Văn Hải về nhuộm vải bông bằng dịch chiết củ dền và hạt điều giúp giảm 50% hóa chất độc hại và tiết kiệm 110 lít nước/kg vải. Từ đó, chương 1 xác lập mục tiêu, 4 nhiệm vụ nghiên cứu, đối tượng và giới hạn phạm vi nghiên cứu của đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 cung cấp nền tảng lý thuyết toàn diện về kỹ thuật nhuộm và vật liệu:

• Phân loại chi tiết các nguồn thuốc nhuộm tự nhiên từ thực vật (chàm, bồ công anh, hoa hòe, nghệ, bạch đàn, dâm bụt), động vật (nhộng cochineal, mực sepia, ốc biển murex), vi sinh vật (Chromobacterium violaceum, nấm Monascus purpureus, tảo Spirulina, nấm Fusarium), khoáng vật (malachite, ochre, azurite, kaolin) và thuốc nhuộm tổng hợp. Phân tích chức năng của chất cầm màu và chất trợ nhuộm đối với việc định hình màu sắc.
• Trình bày cấu trúc vi mô và vĩ mô của xơ bông: hàm lượng cellulose chiếm 94,6%, các thành phần khoáng (1,2%), acid hữu cơ (0,8%), đường (0,3%) và tạp chất (0,9%). Trình bày các chỉ tiêu cơ lý của xơ và vải bông như độ bền kéo 26-44 cN/tex, độ giãn đứt 5-10%, độ hút ẩm 8-10% cùng đặc điểm liên kết hydro giữa các chuỗi polymer cellulose.
• Khái quát về cây lá cẩm (Peristrophe roxburghiana): phân loại hình thái thực vật, thành phần hóa học chính (anthocyanin, dẫn xuất pelargonidin, pyranopeonidin, tannin, flavonoid, acid phenolic); các kỹ thuật chiết tách như chiết ngâm, Soxhlet, siêu âm, siêu tới hạn, vi sóng, ASE và enzyme; cơ chế biến đổi màu theo độ pH và khả năng chống oxy hóa.
• Lý thuyết về các nguồn sắc tố tự nhiên bổ trợ dùng để tăng dải màu: hạt dành dành (chứa sắc tố crocin), lá dứa (chứa chlorophyll a và b), hạt điều nhuộm (chứa bixin và norbixin).

Chương 3: Vật tư, thiết bị và phương pháp

Chương 3 mô tả cụ thể danh mục trang thiết bị, vật tư và các bước tiến hành thực nghiệm:

• Thiết bị và vật tư: Hệ thống máy đo quang phổ UV-Vis, máy đo pH và điện thế oxy hóa khử ORP, tủ so màu tiêu chuẩn kết hợp thước xám, máy đo độ thông thoáng khí, máy thử độ bền ma sát, thiết bị đo góc hồi nhàu, dụng cụ đo độ cứng uốn, vải bông trắng chuẩn và bột lá cẩm khô.
• Quy trình thực nghiệm: Quy trình chiết ngâm nóng dịch chiết lá cẩm bằng nước cất; chuẩn bị mẫu vải bông; quy trình nhuộm mẫu; quy trình đo phổ hấp thụ UV-Vis của dịch nhuộm trước và sau nhuộm.
• Thiết kế các bước khảo sát đơn yếu tố:
  • Nồng độ dịch chiết không có chất cầm màu ở các tỷ lệ pha loãng 20:80, 40:60, 60:40, 80:20 và 100:0 (ở 30°C trong 30 phút).
  • Nhiệt độ nhuộm ở các mốc 30°C, 45°C, 60°C và 75°C (trong 30 phút).
  • Thời gian nhuộm ở các mốc 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút (ở 60°C).
  • Giá trị pH dung dịch ở các mức pH 4, 5, 7, 8 và 9 (ở 60°C trong 60 phút).
  • Khảo sát các chất cầm màu muối kim loại gồm $CuSO_4\cdot 5H_2O$, $KAl(SO_4)_2$ và $FeSO_4\cdot 7H_2O$ ở nồng độ 1%.
  • Khảo sát nồng độ chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ ở các mức 0%, 0,5% và 1%.
  • Khảo sát nồng độ dung dịch nhuộm khi có mặt chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ 0,5% tại các tỷ lệ từ 20:80 đến 100:0.
  • Thử nghiệm độ bền giặt qua 0, 1, 2 và 5 chu kỳ giặt (mỗi chu kỳ 60 phút).
  • Thử nghiệm phối trộn dải màu: Dịch chiết lá cẩm kết hợp với dành dành (ký hiệu ACDA), lá dứa (ACDU) và điều nhuộm (ACDI) theo các tỷ lệ thể tích 60:40, 70:30 và 80:20 ở nhiệt độ 60°C trong 60 phút có mặt $CuSO_4\cdot 5H_2O$.
• Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: Chuyển đổi dữ liệu trắc quang sang không gian màu CIE Lab ($L^, a^, b^, \Delta E^$), tính cường độ màu $K/S$ theo phương trình Kubelka-Munk, thống kê giá trị trung bình ($\bar{x}$), độ lệch chuẩn ($S$) và hệ số biến thiên ($CV$).

Chương 4: Kết quả nghiên cứu nhuộm vải bông bằng dịch chiết từ lá cẩm

Chương 4 là chương thực nghiệm trọng tâm, thể hiện toàn bộ các kết quả đo đạc quang học và cơ lý:

• Phân tích phổ UV-Vis: Phổ hấp thụ của dịch chiết lá cẩm thể hiện rõ các cực đại hấp thụ đặc trưng của hợp chất màu anthocyanin; khi bổ sung chất cầm màu kim loại hoặc phối trộn với dành dành, lá dứa, điều nhuộm, phổ UV-Vis ghi nhận sự dịch chuyển bước sóng hấp thụ cực đại, chứng minh sự hình thành phức chất màu mới và sự gắn kết của chất màu lên xơ bông sau nhuộm.
• Đánh giá các thông số nhuộm không dùng chất cầm màu:
  • Tỷ lệ nồng độ dịch chiết tăng dần từ 20:80 đến 100:0 làm tăng giá trị cường độ màu $K/S$ và độ lệch màu $\Delta E^*$.
  • Nhiệt độ nhuộm: Khi nhiệt độ tăng từ 30°C lên 60°C, khả năng khuếch tán chất màu vào xơ bông tăng rõ rệt; tuy nhiên ở 75°C, cường độ màu có xu hướng biến động do sắc tố tự nhiên bắt đầu chịu tác động nhiệt. Mốc 60°C là mốc thích hợp nhất.
  • Thời gian nhuộm: Khảo sát từ 30 đến 120 phút cho thấy cường độ màu $K/S$ tăng nhanh trong 60 phút đầu và đạt độ ổn định ở khoảng 60 - 90 phút.
  • Ảnh hưởng của pH và ORP: Môi trường acid (pH 4 - 5) giúp giữ sắc đỏ tím ổn định; khi tăng lên môi trường trung tính và kiềm (pH 7, 8, 9), giá trị điện thế oxy hóa khử ORP và cấu trúc sắc tố thay đổi làm chuyển dịch gam màu sang sắc lục xám.
• Đánh giá vai trò của chất cầm màu và nồng độ chất cầm màu:
  • Trong 3 loại chất cầm màu thử nghiệm ($CuSO_4\cdot 5H_2O$, $KAl(SO_4)_2$, $FeSO_4\cdot 7H_2O$), mẫu sử dụng đồng sunfat $CuSO_4\cdot 5H_2O$ cho khả năng lên màu và độ ổn định màu sau 1 lần giặt vượt trội.
  • Khảo sát nồng độ $CuSO_4\cdot 5H_2O$ ở các mức 0%, 0,5% và 1%: Nồng độ 0,5% cho hiệu quả tạo màu và giữ màu cao tương đương mức 1%, đồng thời tiết kiệm hóa chất và giảm thiểu dư lượng kim loại.
  • Nhuộm tại các tỷ lệ dung dịch có 0,5% $CuSO_4\cdot 5H_2O$ ghi nhận giá trị $K/S$ và $\Delta E^*$ cao hơn rõ rệt so với mẫu không có chất cầm màu ở cùng tỷ lệ.
  • Khảo sát độ bền giặt của mẫu nhuộm tối ưu sau 1, 2 và 5 lần giặt (mỗi lần 60 phút): Giá trị $\Delta E^*$ và $K/S$ sau 5 chu kỳ giặt khẳng định chất cầm màu kim loại giúp hạn chế đáng kể hiện tượng phai màu và dây màu so với mẫu đối chứng không có chất cầm màu.
• Mở rộng dải màu khi phối hợp các chất màu tự nhiên:
  • Hệ lá cẩm - dành dành (ACDA): Tỷ lệ 60:40, 70:30, 80:20 tạo ra các gam màu tím ánh vàng và nâu tím.
  • Hệ lá cẩm - lá dứa (ACDU): Tạo ra gam màu tím ánh rêu và xám tro ở các tỷ lệ tương ứng.
  • Hệ lá cẩm - điều nhuộm (ACDI): Tạo ra các sắc thái tím đỏ, đỏ gạch và cam đất với cường độ màu $K/S$ phong phú.
• Đánh giá tính chất cơ lý của vải trước và sau nhuộm:
  • Đo độ thông thoáng khí: Số liệu thô và số liệu xử lý cho thấy độ thoáng khí của vải bông có sự thay đổi nhẹ sau quá trình nhuộm và xử lý nhiệt nhưng vẫn duy trì ở mức lưu thông khí tốt.
  • Đo độ ẩm: Độ ẩm hồi quy của vải sau nhuộm duy trì ổn định, phù hợp với đặc trưng sinh lý của xơ cellulose tự nhiên.
  • Độ bền ma sát: Đạt cấp độ cao trên thước xám ở cả thử nghiệm ma sát khô và ma sát ướt.
  • Góc hồi nhàu và độ cứng uốn: Vải sau nhuộm giữ được độ mềm dẻo và tính đàn hồi nếp nhăn, không xảy ra hiện tượng co cứng hay biến tính cơ học bất lợi.

Chương 5: Kết luận - Kiến nghị

Chương 5 tóm kết toàn bộ các kết quả đạt được về quy trình công nghệ nhuộm vải bông bằng dịch chiết lá cẩm, khẳng định tính khả thi của việc sử dụng chất màu tự nhiên bản địa kết hợp chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ và khả năng mở rộng phổ màu thông qua phối màu hữu cơ. Đồng thời, chương đưa ra các kiến nghị nghiên cứu tiếp theo nhằm hoàn thiện quy trình công nghệ theo hướng sinh thái bền vững.

---

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu thập và xử lý hệ thống dữ liệu thực nghiệm hoàn chỉnh về quy trình nhuộm vải bông bằng dịch chiết lá cẩm. Các thông số công nghệ và điều kiện khảo sát thực nghiệm chính được tổng hợp trong bảng sau:

Thông số / Yếu tố khảo sát	Các mức điều kiện thực nghiệm	Ghi chú điều kiện cố định
Nồng độ dung dịch không chất cầm màu	20:80, 40:60, 60:40, 80:20, 100:0	30°C, thời gian 30 phút
Nhiệt độ nhuộm	30°C, 45°C, 60°C, 75°C	Thời gian 30 phút
Thời gian nhuộm	30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút	Nhiệt độ 60°C
Độ pH dung dịch nhuộm	pH 4, pH 5, pH 7, pH 8, pH 9	60°C, thời gian 60 phút
Loại chất cầm màu (1%)	$CuSO_4\cdot 5H_2O$, $KAl(SO_4)_2$, $FeSO_4\cdot 7H_2O$	60°C, 60 phút
Nồng độ chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$	0%, 0,5%, 1%	60°C, thời gian 60 phút
Nồng độ dung dịch có chất cầm màu	20:80, 40:60, 60:40, 80:20, 100:0	0,5% $CuSO_4\cdot 5H_2O$, 60°C, 60 phút
Độ bền giặt mẫu tối ưu	0 lần, 1 lần, 2 lần, 5 lần giặt	Mỗi lần giặt 60 phút
Phối màu tăng dải màu (ACDA, ACDU, ACDI)	Tỷ lệ 60:40, 70:30, 80:20	60°C, 60 phút, có $CuSO_4\cdot 5H_2O$

Các kết quả định lượng và phát hiện chính:

• Về cấu trúc vật liệu: Thành phần xơ bông ban đầu được xác định với hàm lượng cellulose đạt 94,6%, khoáng chất 1,2%, acid hữu cơ 0,8%, đường 0,3% và tạp chất khác 0,9%.
• Về điều kiện nhuộm: Xác lập điều kiện nhuộm tối ưu tại nhiệt độ 60°C trong thời gian 60 phút với môi trường acid nhẹ (pH 4 - 5) nhằm giữ cho sắc tố anthocyanin đạt độ bền quang phổ cao nhất. Việc bổ sung 0,5% chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ giúp tăng vượt bậc cường độ màu $K/S$ và nâng cao độ bền màu giặt sau 1, 2 và 5 chu kỳ giặt 60 phút so với mẫu không sử dụng chất cầm màu.
• Về mở rộng dải màu: Phối trộn dịch chiết lá cẩm với hạt dành dành, lá dứa và hạt điều nhuộm ở 3 tỷ lệ (60:40, 70:30, 80:20) đã tạo ra một bảng màu hữu cơ phong phú từ tím đỏ, tím vàng đến rêu xám, được định lượng bằng hệ thống không gian màu CIE Lab.
• Về tính chất cơ lý: Quá trình nhuộm không làm suy giảm các đặc tính sử dụng của vải bông; các chỉ tiêu về độ thông thoáng khí, độ ẩm, độ bền ma sát khô, ma sát ướt, góc hồi nhàu và độ cứng uốn đều duy trì ở mức tốt.

Đóng góp của đề tài do nhóm tác giả tự xác định:

1. Ứng dụng và tối ưu hóa khả năng nhuộm vải bông bằng dịch chiết từ lá cẩm (Peristrophe roxburghiana) - một nguồn nguyên liệu thực vật tự nhiên bản địa chưa phổ biến trong lĩnh vực dệt may công nghiệp tại Việt Nam.
2. Mở rộng dải màu của thuốc nhuộm lá cẩm thông qua việc phối hợp với các sắc tố tự nhiên khác (dành dành, lá dứa, điều nhuộm), tạo ra bảng màu hữu cơ đa dạng đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ thời trang bền vững.
3. Khảo sát và đánh giá toàn diện các đặc tính cơ lý của vải sau nhuộm, làm rõ mối quan hệ giữa cấu trúc xơ cellulose và mức độ hấp thụ chất màu tự nhiên.
4. Đóng góp vào giải pháp bảo vệ sức khỏe người mặc và giảm thiểu ô nhiễm môi trường sinh thái thông qua việc thay thế thuốc nhuộm hóa học tổng hợp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Toàn bộ quy trình thực nghiệm được triển khai trong phạm vi phòng thí nghiệm tại Bộ môn Công nghệ May với quy mô mẫu nhỏ, chưa tiến hành thử nghiệm trên dây chuyền thiết bị dệt nhuộm công nghiệp liên tục.
• Nguồn nguyên liệu lá cẩm tươi chỉ thu thập từ các chợ đầu mối tại Thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian nghiên cứu (tháng 10/2024 đến tháng 06/2025), chưa khảo sát biến thiên hàm lượng sắc tố theo mùa vụ và vùng địa lý thổ nhưỡng khác nhau.
• Chất cầm màu cho hiệu quả tối ưu nhất là muối kim loại đồng ($CuSO_4\cdot 5H_2O$), do đó việc kiểm soát dư lượng ion kim loại nặng sau xử lý cần được đặt ra theo các tiêu chuẩn sinh thái khắt khe hơn.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Đề xuất và phát triển các quy trình nhuộm sinh học hoàn toàn tự nhiên, nghiên cứu thay thế chất cầm màu kim loại bằng các chất cầm màu sinh thái có nguồn gốc hữu cơ.
• Thử nghiệm các phương pháp chiết xuất tiên tiến đã được tổng quan lý thuyết như chiết siêu âm, chiết vi sóng hoặc chiết có hỗ trợ của enzyme nhằm tối ưu hóa hiệu suất thu hồi sắc tố từ lá cẩm.
• Mở rộng nghiên cứu đánh giá độ bền màu dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh khác như độ bền ánh sáng và độ bền mồ hôi nhân tạo (mồ hôi acid và kiềm).
• Thử nghiệm khả năng ứng dụng dịch chiết lá cẩm trên các chất nền xơ sợi dệt tự nhiên khác như tơ tằm, lanh hoặc len.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên và giảng viên các chuyên ngành Công nghệ May, Công nghệ Dệt, Hóa dệt và Thiết kế Thời trang đang thực hiện đồ án, khóa luận hoặc đề tài nghiên cứu về thuốc nhuộm tự nhiên và thời trang bền vững.
• Kỹ sư công nghệ, nhà nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm vật liệu dệt may đang tìm kiếm quy trình công nghệ xanh và phương pháp kiểm nghiệm chất lượng màu tự nhiên.
• Các cá nhân và doanh nghiệp khởi nghiệp trong lĩnh vực thời trang sinh thái, thủ công mỹ nghệ quan tâm đến kỹ thuật khai thác nguồn màu thực vật bản địa Việt Nam.

Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao:

• Phương pháp luận và quy trình thực nghiệm chiết tách dịch màu, đo quang phổ UV-Vis và đo màu quang phổ hệ CIE Lab trong Chương 3.
• Toàn bộ bảng số liệu thực nghiệm đơn yếu tố (nồng độ dung dịch, nhiệt độ, thời gian, pH, chất cầm màu) và các giá trị cường độ màu $K/S$, độ lệch màu $\Delta E^*$ trong Chương 4.
• Công thức và tỷ lệ kết hợp màu giữa dịch chiết lá cẩm với dành dành, lá dứa, điều nhuộm nhằm mở rộng dải màu hữu cơ.
• Phương pháp thử nghiệm và bộ dữ liệu so sánh tính chất cơ lý (độ thoáng khí, độ ẩm, độ bền ma sát, góc hồi nhàu, độ cứng uốn) của vải bông trước và sau nhuộm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hợp chất tạo màu chính trong lá cẩm được đề tài xác định và nghiên cứu là gì? Chất tạo màu chính trong dịch chiết lá cẩm (Peristrophe roxburghiana) là anthocyanin cùng các dẫn xuất như pelargonidin, pyranopeonidin, bên cạnh các hợp chất polyphenol như tannin, flavonoid và acid phenolic. Sự hiện diện và chuyển đổi của các hợp chất này được kiểm chứng qua phân tích phổ hấp thụ UV-Vis.

2. Điều kiện công nghệ nhuộm nào được khảo sát để xác định khả năng lên màu tối ưu của dịch chiết lá cẩm trên vải bông? Đề tài đã khảo sát thực nghiệm 6 nhóm yếu tố công nghệ chính: nồng độ dung dịch nhuộm (tỷ lệ 20:80 đến 100:0), nhiệt độ nhuộm (30°C, 45°C, 60°C, 75°C), thời gian nhuộm (30, 60, 90, 120 phút), độ pH dung dịch (pH 4, 5, 7, 8, 9), loại chất cầm màu ($CuSO_4\cdot 5H_2O$, $KAl(SO_4)_2$, $FeSO_4\cdot 7H_2O$) và nồng độ chất cầm màu (0%, 0,5%, 1%). Kết quả ghi nhận mốc nhiệt độ 60°C, thời gian 60 phút, môi trường acid nhẹ (pH 4 - 5) kết hợp chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ 0,5% cho kết quả tốt nhất.

3. Tác dụng của chất cầm màu $CuSO_4\cdot 5H_2O$ đối với độ bền giặt của vải bông nhuộm lá cẩm được thể hiện như thế nào? Muối kim loại $CuSO_4\cdot 5H_2O$ đóng vai trò tạo phức chelate bền vững giữa phân tử sắc tố anthocyanin và nhóm hydroxyl của cellulose xơ bông. Khi thêm 0,5% $CuSO_4\cdot 5H_2O$, cường độ màu $K/S$ tăng rõ rệt và độ bền màu sau 1, 2 và 5 chu kỳ giặt (mỗi chu kỳ 60 phút) được duy trì ổn định hơn nhiều so với mẫu nhuộm không có chất cầm màu.

4. Dải màu của thuốc nhuộm lá cẩm đã được mở rộng bằng những nguồn màu tự nhiên nào và tại các tỷ lệ nào? Dịch chiết lá cẩm đã được phối trộn với 3 nguồn màu tự nhiên gồm: hạt dành dành (chứa crocin - ký hiệu ACDA), lá dứa (chứa chlorophyll - ký hiệu ACDU) và hạt điều nhuộm (chứa bixin/norbixin - ký hiệu ACDI) tại các tỷ lệ thể tích 60:40, 70:30 và 80:20 ở 60°C trong 60 phút có chất cầm màu, tạo ra dải sắc thái từ tím vàng, tím rêu đến cam đỏ và nâu gạch.

5. Những chỉ tiêu cơ lý nào của vải bông được kiểm tra trước và sau khi nhuộm? Nghiên cứu đã đo đạc và so sánh 5 chỉ tiêu cơ lý của vải bông gồm: độ thông thoáng khí, độ ẩm của vải, độ bền màu ma sát (ma sát khô và ma sát ướt), góc hồi nhàu và độ cứng uốn. Các kết quả khẳng định cấu trúc và độ thoáng mềm của vải bông được bảo toàn sau xử lý.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã xây dựng và kiểm chứng thành công quy trình công nghệ nhuộm vải bông bằng dịch chiết tự nhiên từ lá cẩm (Peristrophe roxburghiana), xác lập các thông số tối ưu về nồng độ dung dịch, nhiệt độ (60°C), thời gian (60 phút) và môi trường pH phù hợp. Việc ứng dụng chất cầm màu đồng sunfat $CuSO_4\cdot 5H_2O$ ở nồng độ 0,5% chứng minh hiệu quả cao trong việc tạo phức chelate, nâng cao cường độ màu $K/S$ và đảm bảo độ bền màu giặt qua 5 chu kỳ thử nghiệm. Phương pháp phối hợp dịch chiết lá cẩm với dành dành, lá dứa và điều nhuộm đã mở rộng thành công dải màu tự nhiên mà vẫn duy trì ổn định các đặc tính cơ lý quan trọng như độ thoáng khí, độ bền ma sát và độ cứng uốn của xơ bông. Công trình cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm có giá trị khoa học và thực tiễn, góp phần thúc đẩy các giải pháp dệt nhuộm sinh thái bền vững trong ngành công nghệ may tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN. Lý do chọn đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Giới hạn đề tài.

Đối tượng nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu .7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Khái quát chung về thuốc nhuộm.

Khái niệm về thuốc nhuộm. Phân loại thuốc nhuộm. Thuốc nhuộm từ thực vật. Thuốc nhuộm từ động vật.

Thuốc nhuộm từ vi sinh vật. Thuốc nhuộm từ khoáng vật. Thuốc nhuộm tổng hợp. Các chất cầm màu trong quá trình nhuộm vải.

Tổng quan về vải bông. Lịch sử của xơ bông. Cấu trúc của xơ bông. Tính chất của xơ bông.

Tính chất vật lý. Tính chất hóa học. Đặc điểm, tính chất và khả năng nhuộm màu của vải bông. Đặc điểm của vải bông.

Tính chất của vải bông. Khả năng nhuộm màu của vải bông. Thuốc nhuộm từ lá cẩm. Nguồn gốc cây lá cẩm.

Cấu trúc và thành phần của lá cẩm. Cấu trúc của lá cẩm. Thành phần của lá cẩm. Phân loại lá cẩm.

Dựa theo đặc điểm hình thái. Các biến thể của lá cẩm. Các phương pháp chiết màu từ lá cẩm. Phương pháp chiết ngâm.

Phương pháp chiết Soxhlet. Phương pháp chiết bằng sóng siêu âm. Phương pháp chiết siêu tới hạn. Phương pháp chiết sử dụng công nghệ vi sóng.

Phương pháp chiết dưới áp suất cao - ASE. Phương pháp chiết bằng enzyme. Cơ chế chuyển màu của dịch chiết từ lá cẩm. Ứng dụng của lá cẩm.

Một số loại màu nhuộm tự nhiên kết hợp với màu dịch chiết lá cẩm để tăng dải màu cho vải nhuộm. Màu nhuộm từ dành dành. Nguồn gốc của cây dành dành. Cấu trúc và thành phần của hạt dành dành.

Ứng dụng của hạt dành dành. Màu nhuộm từ lá dứa. Nguồn gốc của cây lá dứa. Cấu trúc và thành phần của lá dứa.

Ứng dụng của lá dứa. Màu nhuộm từ điều nhuộm. Nguồn gốc của cây điều nhuộm. Cấu trúc và thành phần của điều nhuộm.

Ứng dụng của điều nhuộm .47 CHƯƠNG 3: VẬT TƯ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP. Vật tư và thiết bị nghiên cứu. Chiết tách màu và chuẩn bị mẫu vải. Chiết tách dung dịch nhuộm từ lá cẩm.

Chuẩn bị mẫu vải. Quy trình nhuộm vải và đánh giá mẫu sau nhuộm. Quy trình nhuộm vải với dịch chiết từ lá cẩm. Khảo sát khả năng lên màu của dịch chiết lá cẩm và tính chất cơ lý của vải bông sau nhuộm.

Trình tự đo UV-vis để xác định các hợp chất trong dịch chiết lá cẩm 61 3. Trình tự khảo sát độ pH và khả năng chống oxi hóa của dung dịch nhuộm. Trình tự khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng lên màu của dịch chiết lá cẩm trong quá trình nhuộm. Trình tự khảo sát độ bền giặt của vải nhuộm.

Phương pháp đo độ thông thoáng của vải. Phương pháp đo độ ẩm của vải. Phương pháp đo độ bền màu - ma sát của vải. Phương pháp đo góc hồi nhàu của vải.

Phương pháp đo độ cứng uốn của vải. Phương pháp đo màu bằng hệ thống CIE Lab. Phương pháp tính cường độ màu - Kubelka-Munk. Phương pháp so màu bằng thước xám.

Phương pháp chụp, lưu trữ và so sánh mẫu bằng tủ so màu .76 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NHUỘM VẢI BÔNG BẰNG DỊCH CHIẾT TỪ LÁ CẨM. Xác định các hợp chất trong dịch chiết lá cẩm bằng phương pháp quang phổ UV-vis. Phân tích phổ UV-Vis của dịch chiết lá cẩm khi có và không có chất cầm màu. Phân tích phổ UV-vis của dịch chiết lá cẩm khi kết hợp với màu nhuộm tự nhiên khác.

Phân tích phổ UV-vis của dịch chiết lá cẩm khi kết hợp với màu dành dành. Phân tích phổ UV-vis của dịch chiết lá cẩm khi kết hợp với màu lá dứa. Phân tích phổ UV-vis của dịch chiết lá cẩm khi kết hợp với màu điều nhuộm. Ảnh hưởng màu nhuộm của lá cẩm đối với khả năng lên màu của vải nhuộm.

Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chưa có chất cầm màu đối với khả năng lên màu của vải nhuộm. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với khả năng lên màu của vải nhuộm. Ảnh hưởng của thời gian đối với khả năng lên màu của vải nhuộm. Ảnh hưởng của độ pH đến khả năng lên màu của vải nhuộm.

Ảnh hưởng của các chất cầm màu đến khả năng lên màu của vải nhuộm 102 4. Độ bền màu trước và sau khi giặt của mẫu nhuộm khi thêm các chất cầm màu. Ảnh hưởng của nồng độ chất cầm màu đối với khả năng lên màu của vải nhuộm. Độ bền màu trước và sau khi giặt của vải nhuộm khi thay đổi nồng độ chất cầm màu CuSO4.

Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch nhuộm có chất cầm màu đối với khả năng lên màu của vải nhuộm .Độ bền màu trước và sau khi giặt của vải nhuộm khi thay đổi nồng độ dung dịch có chất cầm màu .Độ bền giặt của mẫu vải nhuộm đạt tốt nhất. Tăng dải màu dịch chiết lá cẩm bằng phương pháp kết hợp với các màu tự nhiên khác. Màu lá cẩm kết hợp với màu dành dành. Màu lá cẩm kết hợp với màu lá dứa.

Màu lá cẩm kết hợp với màu điều nhuộm. Đánh giá về sự thay đổi dải màu khi kết hợp màu lá cẩm với các màu tự nhiên khác. Đánh giá kết quả thí nghiệm các tính chất cơ lý của vải. Thí nghiệm đo độ thông thoáng của vải trước và sau nhuộm.

Thí nghiệm đo độ ẩm của vải trước và sau nhuộm. Thí nghiệm đo độ bền màu ma sát của vải nhuộm. Độ bền màu ma sát khô. Độ bền màu ma sát ướt.

Thí nghiệm đo góc hồi nhàu của vải trước và sau nhuộm. Thí nghiệm đo độ cứng uốn của vải trước và sau nhuộm. 160 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ .163 TÀI LIỆU THAM KHẢO.173 Đồ án Tốt nghiệp -1- LỜI MỞ ĐẦU Ngành dệt may là một trong những lĩnh vực quan trọng và phát triển nhanh chóng, đóng góp đáng kể vào nền kinh tế toàn cầu. Ngành dệt may giữ vai trò then chốt trong việc cung cấp hàng hóa phục vụ đời sống, đồng thời là ngành tạo nhiều cơ hội việc làm và là nguồn động lực thúc đẩy đổi mới công nghệ.

Từ những sản phẩm thủ công truyền thống đến các thiết kế hiện đại, ngành liên tục thích ứng để đáp ứng thị hiếu ngày càng phong phú của người tiêu dùng. Bên cạnh đó, các thách thức về bền vững, bảo vệ môi trường và áp dụng các nguyên liệu tự nhiên cũng đang trở thành mối quan tâm hàng đầu, định hình tương lai của ngành này. Ô nhiễm môi trường do ngành dệt may gây ra đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong bối cảnh phát triển kinh tế hiện nay. Ngành này, mặc dù đóng góp lớn vào tăng trưởng kinh tế nhưng cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm nặng nề.

Từ quy trình sản xuất, nhuộm vải cho đến việc xả các chất thải độc hại ra môi trường, ngành dệt may đã tạo ra tác động tiêu cực đến nguồn nước, không khí và đất đai. Các loại hóa chất độc hại, nước thải và rác thải nhựa phát sinh từ ngành dệt may đang gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường tự nhiên và sức khỏe cộng đồng. Việc nhận diện và kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm trong ngành dệt may đóng vai trò then chốt, không chỉ giúp bảo vệ môi trường sinh thái mà còn tạo nền móng vững chắc cho mục tiêu phát triển bền vững lâu dài. Từ đó, bảo vệ môi trường dần trở thành ưu tiên hàng đầu trong bối cảnh toàn cầu hóa và biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên trong ngành dệt may, từ quy trình sản xuất, nhuộm vải cho đến việc tiêu thụ và thải bỏ sản phẩm thường tiêu tốn nhiều nước, hóa chất độc hại và năng lượng. Trước những thách thức hiện hữu, ngành dệt may đang từng bước đổi mới theo hướng bền vững, tập trung vào việc khai thác nguyên liệu tái chế, áp dụng công nghệ thân thiện với môi trường và cải tiến quy trình sản xuất để giảm thiểu tác động sinh thái. Những nỗ lực này không chỉ góp phần giảm thiểu tổn hại đến hệ sinh thái mà còn nâng cao hình ảnh thương hiệu, mang đến những sản phẩm an toàn, đáp ứng xu hướng tiêu dùng xanh và có trách nhiệm của xã hội hiện đại. Có thể thấy việc sử dụng dịch chiết từ lá cẩm để nhuộm vải bông hiện đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng, thu hút sự quan tâm không chỉ bởi ngành dệt may mà còn bởi cộng đồng bảo vệ môi trường.

Trước làn sóng hướng tới việc sử SVTH: Đoàn Hồng Trâm Anh – Phạm Tú Chinh Công nghệ May – Khoá 2021 Đồ án Tốt nghiệp -2- dụng nguyên liệu tự nhiên và thân thiện với môi trường, cây lá cẩm - một loài thực vật quen thuộc tại nhiều vùng miền Việt Nam đã trở thành nguồn tài nguyên quý giá đầy tiềm năng. Dịch chiết từ lá cẩm không chỉ mang lại màu sắc đẹp mắt mà còn có khả năng kháng khuẩn và bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng. Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm hiểu quy trình nhuộm, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng màu nhuộm, đồng thời đánh giá tính bền vững của sản phẩm nhằm hướng tới việc phát triển các phương pháp nhuộm an toàn và hiệu quả trong ngành dệt may. Xuất phát từ những lý do trên nên nhóm nghiên cứu đã quyết định đi sâu vào đề tài “Nghiên cứu khả năng nhuộm của vải bông bằng dịch chiết từ lá cẩm”.

SVTH: Đoàn Hồng Trâm Anh – Phạm Tú Chinh Công nghệ May – Khoá 2021 Đồ án Tốt nghiệp -3- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Ngành dệt may là một trong những ngành tiêu thụ nước nhiều nhất trong các ngành sản xuất công nghiệp hiện nay. Đối với ngành nhuộm truyền thống sử dụng rất nhiều nước, đồng thời nó cũng thải ra ngoài môi trường một lượng nước thải rất lớn. Quá trình chuẩn bị nguyên liệu trước khi nhuộm, bao gồm giặt, nấu và tẩy trắng, cùng với các bước nhuộm và xử lý hoàn tất đều đòi hỏi sử dụng một lượng nước đáng kể.

Trung bình, để xử lý 1 kg vải, cần từ 100 đến 150 lít nước, trong đó giai đoạn nhuộm chiếm khoảng 61% tổng lượng nước sử dụng [2].