Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất của vải bông sau khi giặt bằng dịch chiết từ quả bồ hòn Việt Nam

Nội dung text: Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất của vải bông sau khi giặt bằng dịch chiết từ quả bồ hòn Việt Nam

1. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất của vải bông sau khi giặt bằng dịch chiết từ quả bồ hòn Việt Nam Investigation on Physical and Mechanical Properties of Cotton Fabrics after Laundering with the Aqueous Extract of Vietnamese Soapnuts Nguyễn Ngọc Thắng*, Ngô Hà Thanh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam *Email: thang.nguyenngoc@hust.edu.vn Tóm tắt Bài báo này trình bày quy trình chiết tách, tinh chế, xác định hàm lượng và đánh giá các tác động đến tính chất vải sau giặt của chất hoạt động bề mặt (HĐBM) tự nhiên saponin chiết từ quả bồ hòn Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng saponin trong dịch chiết quả bồ hòn thu được bằng phương pháp ninh chiết đạt 40,82 g/l. Hợp chất saponin trong dịch chiết được xác nhận bằng phổ hồng ngoại FTIR. Saponin trong dịch chiết quả bồ hòn đã được nghiên cứu sử dụng làm chất giặt cho một mẫu vải bông dệt thoi thử nghiệm và 10 mẫu vải may quần áo trẻ em của Công ty cổ phần thời trang K's closet. Hai phương án giặt được áp dụng bao gồm giặt với dung dịch bồ hòn và giặt với dung dịch bồ hòn sau đó xử lý hồ mềm. Hiệu quả giặt được đánh giá thông qua việc xác định độ co (TCVN 1755:1986), độ rủ (NF G07-109), độ mao dẫn (AATCC 198-2011) và độ trắng của vải (TCVN 5236:2002). Kết quả phân tích cho thấy vải giặt bằng saponin chiết từ quả bồ hòn có độ co, hệ số độ rủ và độ mao dẫn cao hơn vải giặt bằng saponin kết hợp hồ mềm. Dung dịch chiết từ quả bồ hòn có màu nâu sẫm tự nhiên có ảnh hưởng nhẹ đến độ trắng và độ vàng của vải thử nghiệm sau giặt. Kết quả nghiên cứu này mở ra hướng sử dụng chất HĐBM tự nhiên saponin chiết từ quả bồ hòn làm chất giặt xanh cho các sản phẩm dệt may theo xu thế phát triển bền vững. Từ khóa: Quả bồ hòn, Saponin, chất hoạt động bề mặt tự nhiên, hồ mềm. Abstract In this paper, the aqueous extraction of saponins from Vietnamese soapnuts and evaluation of its washing effectiveness for cotton fabrics have been presented. The saponin content in soapnut extract was 40.82 g/l. The functional groups of saponin compounds refined from soapnut extract were confirmed by FTIR analysis. The washing performance of this natural surfactant has been evaluated by a bleached cotton woven fabric and 10 fabric samples of K’s closet joint-stock company. Two washing options were designed: washing with soapnut solution and washing with soapnut solution and softening. The laundry effects were evaluated by performing the shrinkage (TCVN 1755:1986), the drape (NF G07-109), the horizontal wicking (AATCC 198- 2011) and the whiteness of the fabric (TCVN 5236:2002). The analysis results showed the washed fabrics using the first washing option had the shrinkage, drape coefficient and horizontal wicking values higher than those of the washed fabrics using the second washing option. The whiteness and yellowness of the washed fabrics were lightly influenced by the natural deep brown color of saponin in the soapnut extract. The successful application of the saponin extracted from Vietnamese soapnuts as a green laundry agent for washing fabrics could make it very promising in the textile sustainable development. Keywords: Vietnamese soapnut, saponin, natural surfactants, softening. 1. Tổng quan* các hóa chất tẩy rửa công nghiệp, quả bồ hòn, tên khoa học Sapindus Mukorossi, đã được sử dụng làm Nghiên cứu này xuất phát từ yêu cầu của doanh chất tẩy rửa gia dụng rất hiệu quả [1-3]. Tính chất này nghiệp, Công ty cổ phần thời trang K's closet, cần có được là do quả bồ hòn chứa hợp chất saponin, một phát triển một chất hoạt động bề mặt thân thiện môi chất hoạt động bề mặt (HĐBM) không độc hại và có trường để làm chất giặt tẩy các sản phẩm thời trang khả năng phân hủy sinh học [1-5]. Các nghiên cứu sinh thái cho trẻ em. Qua khảo cứu tài liệu trong nước cho thấy phân tử saponin chứa đồng thời cả hai nhóm và quốc tế, nhóm nghiên cứu nhận thấy trước khi có kị nước và nhóm ưa nước, đặc trưng của một chất HĐBM. Saponin của quả bồ hòn là các hợp chất glucoside gồm phần aglycone kị nước, còn được gọi ISSN 2734-9381 là sapogenin, liên kết với phần ưa nước là các nhóm Received: May 24, 2019; accepted: September 10, 2020 83
2. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 đường monosacharide [4,5]. Công thức cấu tạo của tính acid yếu của saponin. Do vậy nó thích hợp cho saponin bồ hòn được trình bày trong Hình 1a. việc làm sạch vải lụa tơ tằm, vải len dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm của xà phòng. Hơn nữa, các Quả bồ hòn chín có màu vàng óng và chuyển chất giặt thông thường đều có tính kiềm nên chỉ một màu nâu sẫm theo thời gian lưu kho. Lớp vỏ cùi của lượng nhỏ tồn dư chất giặt trên vải sợi cũng có thể quả bồ hòn chiếm khoảng 56% khối lượng quả, phần gây kích ứng lên da trẻ em. còn lại là hạt. Lớp vỏ cùi này thường chứa hàm lượng saponin khoảng 6-18% tùy thuộc vào giống và nơi Với mục tiêu là tìm được một chất giặt hiệu quả trồng [4-6]. Việt Nam là một trong những quốc gia có và an toàn cho các sản phẩm thời trang trẻ em trước diện tích trồng cây bồ hòn lớn và quả bồ hòn chứa khi thương mại, bài báo này sẽ trình bày nghiên cứu hàm lượng saponin cao. Người Việt từ xưa đã biết chiết tách saponin từ quả bồ hòn Việt Nam và xác dùng quả bồ hòn để giặt quần áo, gội đầu hay làm định hàm lượng saponin trong dịch chiết. Hàm lượng thuốc chữa viêm họng, trị nấm da, diệt bọ gậy trong saponin trong dịch chiết sẽ là cơ sở để xác định nồng nước [6, 7]. Saponin bồ hòn khi tan trong nước tạo độ thích hợp cho giặt vải sợi dựa vào kết quả đo độ môi trường acid yếu [2]. Quá trình thủy phân của co, độ mao dẫn, độ rủ và độ trắng của vải trước và glycoside trong nước được cho là nguyên nhân gây ra sau giặt. (a) (b) Hình 1. (a) Công thức cấu tạo của saponin có trong quả bồ hòn [4]; (b) Quả bồ hòn tách hạt. Ninh chiết Lọc Nghiền Quả bồ hòn Ly tâm Dịch chiết bồ hòn Lọc Ninh chiết Hình 2. Quy trình chiết tách saponin từ quả bồ hòn. Sấy Metanol 60OC 1:20 Dịch chiết Sấy 60OC Saponin Chất rắn Hình 3. Quy trình xác định hàm lượng saponin trong dịch chiết. 84
3. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu sấy trên máy sấy ADP300 (Nhật) ở 60 oC đến khối lượng không đổi mr (g), thu được chất rắn màu nâu 2.1. Đối tượng nghiên cứu vàng. Hòa tan chất rắn này bằng metanol theo tỷ lệ Quả bồ hòn tách hạt được cung cấp bởi Công ty khối lượng là 1:20. Sau khi lọc qua giấy lọc, phần TNHH Sản xuất và Thương mại Ekotek Việt Nam, dung dịch lọc được sấy đến khối lượng không đổi, thu Hình 1b. Mẫu vải thử nghiệm bao gồm vải bông Mo được chất rắn khối lượng ms (g). Chất rắn thu được (dệt thoi vân điểm, chi số sợi dọc và sợi ngang Ne32, sau trích ly bằng metanol là saponin [1, 5]. Hàm mật độ dọc 120 sợi/inch, mật độ ngang 72 sợi/inch, lượng saponin trong chất rắn thu được khi cô đặc dịch đã nấu và tẩy trắng) của Công ty cổ phần Dệt may chiết %msapo/cr và trong dung dịch chiết Csapo (g/l) Nam Định; và các mẫu vải (dệt thoi, dệt kim) đang được xác định theo công thức (1) và (2). được sử dụng để may các sản phẩm thời trang trẻ em %msapo/cr = ms × 100%/mcr (%) (1) của Công ty cổ phần thời trang K's closet. Các hóa chất sử dụng trong phân tích bao gồm metanol tinh Csapo = 100.ms (g/l) (2) khiết (Xilong, Trung Quốc), silicon-profix và nước cất hai lần. Các thí nghiệm và phân tích được thực 2.2.3. Quy trình thí nghiệm giặt vải hiện tại Trung tâm Thí nghiệm Vật liệu Dệt may - Da Dung dịch chiết từ quả bồ hòn được sử dụng để giầy, Trung tâm Khoa học và Công nghệ cao su, giặt các mẫu vải bông thử nghiệm Mo và các mẫu vải Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, và Viện Kỹ thuật dệt thoi Mdt, dệt kim Mdk của công ty K's closet. Các nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt thí nghiệm được tiến hành trên máy giặt lồng ngang Nam. Electrolux EW1290W (Thái Lan) có tốc độ vắt ly tâm 2.2. Phương pháp nghiên cứu 1200 vòng/phút. Các mẫu vải được chuẩn bị và giặt theo đơn công nghệ trình bày trong Bảng 1 dựa theo 2.2.1. Quy trình chiết tách saponin từ quả bồ hòn tiêu chuẩn TCVN1755:1986 với vải dệt thoi và tiêu chuẩn TCVN 5798:1994 với vải dệt kim. Mỗi mẫu Qua khảo cứu tài liệu cho thấy saponin có thể vải giặt được thực hiện theo 2 phương án: Mẫu giặt chiết tách từ quả bồ hòn bằng nhiều loại dung môi với dung dịch bồ hòn (MSa) và mẫu giặt với dung dịch như metanol, etanol và nước ; và bằng nhiều bồ hòn sau đó xử lý hồ mềm (MSaSof). Mẫu thử phương pháp như ngâm chiết, ninh chiết, chiết nghiệm có trọng lượng nhỏ nên cần sử dụng thêm vải soxhlet [2,4,5]. Trong nghiên cứu này, tác giả lựa giặt kèm có tính chất tương tự mẫu thử. chọn phương pháp ninh chiết trong dung môi nước để chiết tách saponin từ quả bồ hòn vì quy trình đơn Bảng 1. Đơn công nghệ giặt các mẫu vải giản, kinh tế và hiệu suất chiết cao. Quy trình chiết tách saponin từ quả bồ hòn được trình bày trong Hóa chất Lượng sử dụng Hình 2. Sau khi ngâm 100g quả bồ hòn khô đã tách Dung dịch bồ hòn 10 ml/kg vải hạt với 0,5 lít nước trong 14 giờ, hỗn hợp được ninh o chiết trong trong thiết bị Ti-Color I ở 100 C trong 30 Chất hồ mềm silicon-profix 1%mvải phút. Sau đó hỗn hợp được lọc lấy dung dịch chiết lần Dung tỉ giặt (mvải/mnước) 1 : 30 1. Phần quả sau lọc được nghiền nhuyễn bằng máy xay sinh tố, thêm vào 0,5 lít nước và tiếp tục ninh chiết trong 30 phút ở nhiệt độ sôi. Hỗn hợp sau đó để Điều kiện giặt và xử lý sau giặt tự nguội trong 3 giờ và được lọc để lấy dung dịch o chiết lần 2. Trộn dung dịch chiết lần 1 và lần 2 thu Nhiệt độ giặt 25 ± 2 C được dung dịch saponin có mầu nâu sẫm. Dung dịch Thời gian giặt 20 phút này sau đó được ly tâm 1 lần trên máy ly tâm R112805 Tomy MX-305 với tốc độ quay Tốc độ vắt ly tâm 1200 vòng/phút 15000 vòng/phút, ở 5 °C, trong 30 phút. Sau ly tâm Thời gian hồ mềm 5 phút tách lấy phần dung dịch trong suốt bên trên và loại bỏ phần chất rắn lắng dưới đáy ống ly tâm. Dịch chiết Phơi treo, khô gió này được đóng chai và bảo quản trong tủ lạnh để sử Nhiệt độ là phẳng 150 ± 15 oC dụng cho các nghiên cứu tiếp theo. 2.2.2. Quy trình xác định hàm lượng saponin trong 2.3. Các phương pháp phân tích dịch chiết Saponin tinh chế từ dịch chiết bồ hòn được phân Quy trình xác định hàm lượng saponin trong tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) dịch chiết được trình bày trong hình 3. Theo đó, trên máy FT-IR 6700 RX Raman Module Thermo 10 ml dung dịch chiết được thêm vào 3 cốc thủy tinh, Nicolet-Thermo Electro để xác định cấu trúc hóa học. 85
4. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 Một số chỉ tiêu cơ bản của các mẫu vải trước và không gian màu CIE Lab với các thông số màu L∗, sau giặt được đánh giá theo các tiêu chuẩn trong nước a∗, b∗, C∗, h°, WI và YI. và quốc tế. 3. Kết quả và thảo luận Độ co của vải (Yd, Yn) được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN1755:1986 với vải dệt thoi và tiêu chuẩn 3.1. Saponin chiết tách từ quả bồ hòn TCVN 5798:1994 với vải dệt kim. Mức độ thay đổi Bảng 2. Hàm lượng saponin trong dịch chiết từ quả kích thước của mẫu thử theo hướng dọc và hướng bồ hòn ngang tính bằng % theo công thức (3) và (4). Trong chất rắn khi Trong dung Yd = (lo – ld).100/lo (%) (3) cô cạn dung dịch bồ dịch bồ hòn hòn (%) sau chiết (g/l) Yn = (lo – ln).100/lo (%) (4) Hàm lượng ld và ln: giá trị trung bình cộng của các khoảng cách 66,54 ± 3,83 40,82 ± 2,35 saponin giữa các điểm đánh dấu theo hướng dọc, theo hướng ngang sau khi giặt, mm. Sau khi thực hiện các quá trình chiết tách dung lo: khoảng cách giữa các điểm đánh dấu trên mẫu thử, dịch bồ hòn và tinh chế trong dung môi metanol ta mm. thu được saponin có hàm lượng được trình bày trong Bảng 2. Hàm lượng saponin trong chất rắn sau chiết Vải sau giặt để đánh giá độ co được sử dụng để là 66,54% trong dung dịch bồ hòn là 40,82 g/l. Hàm xác định độ rủ, độ mao dẫn, độ trắng và độ vàng của lượng chất hoạt động bề mặt saponin trong dịch chiết vải. thay đổi tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu bồ hòn, Độ rủ của vải được đánh giá theo tiêu chuẩn NF thời điểm thu hoạch, phương pháp chiết tách Việc G07-109, thông qua việc xác định hệ số độ rủ (D) và xác định được thông số quan trọng này giúp ta có thể tính theo công thức (5). điều chỉnh nồng độ saponin theo mục đích sử dụng. Trong nghiên cứu này, hàm lượng saponin trong dung D = (M2 - Mo)/(M1 - Mo) (5) dịch bồ hòn sử dụng cho đơn công nghệ giặt các mẫu vải trình bày trong Bảng 1 được cố định là 40 g/l. Mo: khối lượng vòng giấy mờ bị kẹp giữa 2 đĩa có đường kính 15cm Để xác định cấu trúc hóa học của saponin tinh chế từ dịch chiết quả bồ hòn, phân tích FTIR được M1: khối lượng vòng giấy mờ ban đầu có đường kính 24cm thực hiện. Phổ FTIR của saponin trình bày trong Hình 4 cho thấy các peak đặc trưng bao gồm M2: khối lượng phần tạo bóng của phần vải rủ sau khi 3423,46 cm-1 (nhóm O-H), 2933,44 cm-1 (nhóm ankyl bỏ M0 trong mạch hydrocacbon no), 1728,21 cm-1 (đặc trưng cho nhóm C=O trong cacboxyl và este), 1635,43 cm-1 Độ mao dẫn của vải theo phương ngang -1 (W, mm2/s) được đánh giá theo tiêu chuẩn AATCC (đặc trưng cho nhóm C=C), 1044,78 cm (nhóm 198-2011 và tính theo công thức (6). C-O-C trong oligosacarit của sapogenin). Kết quả này là phù hợp với các nghiên cứu đã công bố về hợp chất W = π × d1 × d2/(4 × t) (6) saponin trong quả bồ hòn [4,5]. W: Độ mao dẫn của chất lỏng trên vải theo phương ngang, mm2/s d1: Khoảng cách thấm ướt vải theo hướng sợi ngang, mm d2: Khoảng cách thấm ướt vải theo hướng sợi dọc, mm t: thời gian thấm ướt của chất lỏng trên vải, s. Độ trắng (WI) và độ vàng (YI) của mẫu vải thử nghiệm trước và sau giặt được đánh giá thông qua phương pháp đo màu quang phổ trên thiết bị Ci4200 Spectrophotometer của hãng X-rite với nguồn sáng ° D65, góc quan sát 10 theo tiêu chuẩn TCVN 5236:2002. Kết quả đo màu được thể hiện theo hệ Hình 4. Phổ FTIR của saponin chiết tách từ quả bồ hòn. 86
5. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 Bảng 3. Các giá trị L*, a*, b*, C*, h° của các mẫu vải trước và sau giặt Nguồn sáng D65 - góc quan sát 10° Mẫu L* a* b* C* h° ∆E WI YI Mo 93,56 -0,18 3,48 3,48 92,95 0,0 65,97 6,55 MSa 93,65 -0,29 4,19 4,19 93,01 0,84 62,50 7,79 W(mm2/s) Y(%) 0.8 D(%) (b) 101.29 (c) 3% (a) 100 90.44 0.03.0 75.39% 2.50%2.5% 79.61 0.75 73.55% 80 2% 2% 0.02.0 70.27% 60 0.7 YdYd YnYn 40 0.01.0 0.65 20 0.00 0.6 0 MSa MSaSof Mo MSa MSaSof Mo MSa MSaSof Hình 5. Một số chỉ tiêu cơ bản đánh giá mẫu vải thử nghiệm trước và sau giặt: (a) Độ co; (b) Độ rủ và (c) Độ độ mao dẫn của vải. Mẫu vải thử nghiệm ban đầu (Mo), giặt bằng dung dịch bồ hòn (MSa) và giặt bằng dung dịch bồ hòn kết hợp với hồ mềm (MSaSof). 3.2. Ảnh hưởng của các phương án giặt đến một số hồ mềm silicon-profix đóng vai trò như chất bôi trơn, tính chất mẫu vải bông thử nghiệm giảm ma sát giữa các xơ sợi, làm vải mềm mại hơn. Do cấu trúc vải trong mẫu thử nghiệm theo hướng sợi Mẫu vải bông thử nghiệm (Mo) được sử dụng ngang kém chặt chẽ nên khi xử lý hồ mềm, tương tác để đánh giá ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt giữa các xơ sợi xelulo được giải phóng, phục hồi cấu saponin chiết từ quả bồ hòn và chất hồ mềm vải trúc vải, độ co vải theo hướng ngang giảm. thương mại silicon-profix theo các phương án giặt khác nhau. Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá tích chất 3.2.2. Độ rủ của vải mẫu vải trước và sau giặt bao gồm độ co vải (TCVN Độ rủ của mẫu vải thử nghiệm trước và sau giặt 1755:1986), độ mao dẫn (AATCC 198-2011), độ rủ được đánh giá thông qua hệ số độ rủ (D) và kết quả (NF G07-109), độ trắng và độ vàng của vải (TCVN phân tích được trình bày trên hình 5b. Độ rủ của vải tỉ 5236:2002). lệ nghịch với giá trị hệ số độ rủ, nghĩa là hệ số độ rủ 3.2.1. Độ co của vải càng nhỏ thì vải càng mềm rủ và độ rủ của vải càng cao. Từ kết quả đo cho thấy mẫu vải thử nghiệm ban Vải sau giặt thường bị co theo cả hướng sợi dọc đầu (Mo) có hệ số độ rủ khá cao (73,55%) chứng tỏ và hướng sợi ngang. Mức độ co phụ thuộc vào bản mẫu vải này có độ rủ thấp, vải cứng. Hệ số độ rủ của chất vật liệu và cấu trúc vải, chế độ giặt và hóa chất mẫu vải sau giặt bằng dung dịch bồ hòn tăng lên sử dụng. Kết quả đánh giá độ co của vải thử nghiệm 75,39% và giảm xuống 70,27% khi tiếp tục xử lý hồ theo các phương án giặt, theo hướng sợi dọc (Yd) và mềm. Điều này có thể giải thích thông qua độ co của hướng sợi ngang (Yn) được trình bày trong Hình 5a. vải đã xác định ở trên: Vải sau giặt với saponin có độ Nhìn chung các mẫu vải sau giặt đều co nhẹ với độ co co theo cả hai hướng ngang và dọc đều tăng, cấu trúc trong khoảng 2-3% và độ co theo hướng sợi ngang vải chặt chẽ hơn, vải kém mềm mại hơn nên hệ số độ lớn hơn theo hướng sợi dọc. Độ co theo hướng sợi rủ tăng. Vải sau giặt saponin kết hợp hồ mềm làm ngang của mẫu vải giặt với dung dịch bồ hòn (MSa) giảm độ co, vải mềm mại hơn nên hệ số độ rủ giảm. lớn hơn khoảng 16,7% so với mẫu vải giặt với dung dịch bồ hòn sau đó xử lý hồ mềm (MSaSof), trong khi 3.2.3. Độ mao dẫn của vải độ co theo hướng sợi dọc như nhau. Điều này có thể Kết quả xác định độ mao dẫn theo phương nằm giải thích là do mật độ sợi dọc lớn hơn mật độ sợi ngang theo tiêu chuẩn AATCC 198-2011 của các ngang (Pd/Pn = 120/72) nên cấu trúc vải theo hướng mẫu vải trước và sau giặt được trình bày trong Hình dọc chặt chẽ hơn, ít bị co hơn so với hướng ngang. 5c. So với mẫu vải thử nghiệm ban đầu, độ mao dẫn Vải sau giặt bằng saponin được xử lý hồ mềm, chất của các mẫu vải sau giặt với saponin và sau giặt 87
6. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 saponin kết hợp hồ mềm tăng lần lượt là 27,23% và 3.3. Ảnh hưởng của chất giặt tự nhiên - dịch chiết 13,60%. Độ mao dẫn của vải có xử lý hồ mềm sau từ quả bồ hòn - đến tính chất của một số vải may giặt giảm 10,71% so với mẫu vải chỉ giặt với saponin. quần áo trẻ em của Công ty cổ phần thời trang K's Điều này được giải thích là phân tử chất hồ mềm closet silicon-profix có tương tác tốt với vật liệu xenlulose Trong thực tế, các sản phẩm quần áo trẻ em của của mẫu vải thử nghiệm, hình thành trên bề mặt xơ công ty K's closet đều được giặt sạch sau khi may. sợi một lớp màng bao phủ. Các phân tử chất hồ mềm Quá trình giặt sản phẩm may nhằm loại bỏ các hóa có bản chất là chất hoạt động bề mặt mà phần ưa chất hoàn tất còn dư trong quá trình sản xuất vải nước tương tác với xenlulose và phần kỵ nước của thương mại và một số chất bẩn phát sinh trong quá chúng hướng ra ngoài. Do đó, chúng làm giảm ma sát trình may, cũng như làm đồng đều sản phẩm may. giữa các xơ sợi, vải mềm rủ hơn, nhưng cũng là Hóa chất sử dụng trong quá trình giặt chủ yếu là chất nguyên nhân làm giảm độ mao dẫn của vải do tính kỵ giặt tẩy thương mại và chất hồ mềm vải. Tuy nhiên, nước của bề mặt vải sau khi xử lý hồ mềm. hầu hết các chất giặt thương mại đều có độ kiềm cao 3.2.4. Sự biến đổi màu sắc của vải nên cần một lượng nước lớn để giặt xả đến môi trường trung tính. Nếu không giặt xả kỹ, chỉ một Vì dịch chiết từ quả bồ hòn có màu nâu sẫm nên lượng nhỏ chất giặt còn dư trên vải cũng có thể gây có thể ảnh hưởng đến màu của vải khi sử dụng nó làm kích ứng cho da trẻ em. Thời gian giặt xả quá dài còn chất giặt. Do vậy trong nghiên cứu này, mẫu vải bông gây ra sự xù lông trên vải, làm giảm mỹ quan của sản đã tiền xử lý và tẩy trắng được chọn làm mẫu thử phẩm may. Thêm nữa, môi trường kiềm cao của các nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của chất giặt saponin chất giặt thương mại cũng đã gây ra sự di màu trên đến màu sắc của vải thông qua phương pháp đo màu. một số sản phẩm may từ vật liệu xenlulo đã nhuộm Các thông số màu sắc của các mẫu vải trước và sau màu. Đó là do xơ sợi xenlulo bị trương nở trong môi ∗ ∗ ∗ ∗ ° giặt bao gồm L , a , b , C , h , độ trắng (WI) và độ trường kiềm làm thuốc nhuộm khuếch tán mạnh. Hơn vàng (YI) đã được xác định và trình bày trong Bảng 3. nữa, khi xử lý hồ mềm cho vải bông, một chất liệu Kết quả cho thấy mẫu vải thử nghiệm ban đầu (Mo) ∗ phù hợp cho quần áo trẻ em, cần tiến hành trong môi có độ trắng (WI = 65,97), độ sáng cao (L = 93,56) và trường axit. có ánh vàng nhẹ (b∗ = 3,48, YI = 6,55). Mẫu vải sau giặt với saponin (MSa) có độ trắng (WI = 62,50) giảm, Do vậy, công đoạn xử lý hồ mềm cho vải tiếp độ vàng (YI = 7,79) tăng. Sự thay đổi này là do ảnh sau công đoạn giặt vải trong môi trường kiềm có thể hưởng bởi màu tự nhiên của saponin trong dịch chiết làm giảm độ axit của môi trường (tăng pH), dẫn đến đến vải thử nghiệm. giảm hiệu quả hồ mềm. Còn nếu bổ sung axit để trung hòa kiềm và tạo môi trường tốt cho quá trình hồ Sự khác biệt màu sắc giữa hai mẫu vải được mềm vải bông sẽ thêm công đoạn xử lý, không kinh đánh giá thông qua giá trị ∆E. Đây là thông số đánh tế. Từ các lý do trên và tính chất trung tính, hoạt tính giá tổng sự khác biệt về độ sáng và màu sắc giữa hai bề mặt của dung dịch chiết từ quả bồ hòn, tác giả mẫu. Thông thường, giá trị ∆E < 1,0 thì mắt người nhận định có thể sử dụng dung dịch này làm chất giặt không phân biệt được sự khác biệt màu sắc giữa hai vải cho quần áo trẻ em, giảm lượng nước giặt xả, mẫu vật liệu. Giá trị ∆E trình bày trong Bảng 3 giữa không gây kích ứng cho da và có thể cho hiệu quả hồ mẫu vải trước và sau giặt cho thấy sự khác biệt màu mềm tốt. sắc nằm trong giới hạn cho phép, khó có thể phân biệt được bằng mắt thường. Điều này cũng được thể hiện Kết quả xác định một số tính chất cơ bản của các mẫu vải đã sử dụng để may quần áo trẻ em của qua giá trị sắc độ màu (C∗ = [(a*)2 + (b*)2]0.5) và sắc công ty K's closet trước và sau giặt theo phương án thái màu (h° = tan-1(b∗/a∗)) của các mẫu vải tương giặt bằng saponin kết hợp hồ mềm, trình bày trong ứng có sự khác biệt không đáng kể. Bảng 4. Các mẫu vải cần nghiên cứu theo đặt hàng Từ các kết quả phân tích trên cho thấy có thể sử của công ty bao gồm 5 mẫu vải bông dệt thoi, 3 mẫu dụng saponin trong dịch chiết quả bồ hòn làm chất vải bông dệt kim single và 2 mẫu vải dệt kim co giãn giặt vải dệt cho hiệu quả tốt và không làm thay đổi bốn chiều chất liệu bông/spandex. Kết quả phân tích màu sắc của sản phẩm cuối cùng. Đây là cơ sở để tác cho thấy sau quá trình giặt với saponin kết hợp hồ giả ứng dụng dịch chiết từ quả bồ hòn làm chất giặt tự mềm, các chỉ tiêu về độ mao dẫn và độ rủ của các nhiên cho các sản phẩm quần áo thời trang trẻ em của mẫu vải đều cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, độ co của công ty K's closet. các mẫu vải sau giặt thay đổi trong giới hạn cho phép ngoại trừ mẫu vải dệt kim single M3. Các mẫu vải dệt kim co giãn bốn chiều có độ co sau giặt rất nhỏ và độ rủ lớn chứng tỏ các mẫu vải này được xử lý phòng co rất tốt. 88
7. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 Bảng 4. Bảng các tính chất cơ bản của các mẫu vải của công ty K's closet đã sử dụng để may quần áo trẻ em Mẫu Dệt kim co giãn Chỉ Dệt kim – single Dệt thoi tiêu vải bốn chiều đánh Ký M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 giá hiệu Độ co Theo của hướng 2,0 3,0 7,0 0,5 1,0 3,3 2,2 2,0 2,3 1,5 vải ngang sau Theo giặt hướng 2,0 3,5 3,0 1,0 1,5 1,7 2,0 2,3 1,7 2,0 (%) dọc Hệ số độ rủ của 34,2 34,7 28,2 21,9 25,9 48,5 46,3 39,0 50,8 53,6 vải sau giặt %) 2,34 3,22 0,80 1,38 0,89 3,41 5,04 5,90 11,87 46,27 Trước Độ giặt mao dẫn của vải (mm2/s) Sau giặt 5,54 8,91 1,13 3,87 1,34 9,15 5,90 17,62 96,99 89,75 Dung dịch chiết từ quả bồ hòn với hàm lượng trắng của vải sau giặt giảm trong phạm vi cho phép so saponin 40 g/l đã được ứng dụng tại xưởng giặt của mẫu vải thử nghiệm ban đầu dù dung dịch saponin có công ty K's closet theo đơn công nghệ trình bày trong màu nâu sẫm tự nhiên. Quy trình giặt bằng saponin Bảng 1 cho sản phẩm may và bước đầu cho kết quả kết hợp hồ mềm đã được áp dụng để giặt 10 mẫu vải tốt. Các sản phẩm may sau giặt có bề mặt ngoại quan, dệt thoi và dệt kim dùng để may quần áo trẻ em trong cảm giác sờ tay tốt, giảm được lượng nước sử dụng. phòng thí nghiệm, và cũng đã được áp dụng ở quy mô Đặc biệt một số sản phẩm may nhiều màu dễ bị di công nghiệp để giặt các sản phẩm may của công ty màu khi sử dụng chất giặt công nghiệp thì khi áp K’s closet. Kết quả bước đầu được doanh nghiệp dụng đơn công nghệ giặt trên đã loại trừ được hiện đánh giá khả quan và tiếp tục được nghiên cứu để tượng này nâng cao hiệu năng, độ ổn định và khả năng chống muỗi của sản phẩm giặt tẩy sinh thái này. 4. Kết luận Lời cảm ơn Trong nghiên cứu này, chất HĐBM tự nhiên saponin trong quả bồ hòn Việt Nam đã được chiết Nhóm tác giả xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ bằng phương pháp ninh chiết trong nước và hàm Trường ĐHBK Hà Nội thông qua đề tài cấp Trường lượng saponin trong dịch chiết bồ hòn được xác định T2017-PC-090. Đồng thời cảm ơn các thầy cô Bộ là 40,82 g/l. Phương pháp phân tích phổ FTIR đã xác môn Vật liệu & CN Hóa dệt, Viện Dệt may - Da giầy nhận hợp chất thu được sau quá trình tinh chế dịch và Thời trang, Công ty cổ phần thời trang K's closet chiết là saponin. Ảnh hưởng của saponin đến các mẫu đã hỗ trợ để nhóm hoàn thành nghiên cứu này. vải thử nghiệm theo hai phương án giặt (giặt saponin Tài liệu tham khảo và giặt saponin kết hợp hồ mềm) đã được đánh giá thông qua các chỉ tiêu độ co, độ rủ, độ mao dẫn, độ [1] Roy, D., Kommalapati, R.R., Mandava, S.S., trắng và độ vàng của vải. Kết quả cho thấy mẫu vải Valsaraj, K.T. and Constant, W.D., 1997. Soil bông dệt thoi thử nghiệm sau giặt saponin có độ co washing potential of a natural surfactant. khoảng 2-3%, hệ số độ rủ đạt 75,39% và độ mao dẫn Environmental science & technology, 31(3), 670-675. đạt 101,29 mm2/s. Các giá trị này của mẫu vải sau [2] Pradhan, A. and Bhattacharyya, A., 2017. Quest for giặt saponin kết hợp hồ mềm đều giảm chứng tỏ vải ít an eco-friendly alternative surfactant: Surface and co hơn, mềm rủ hơn và thấm ướt kém hơn so với mẫu foam characteristics of natural surfactants. Journal of vải giặt theo phương án chỉ sử dụng saponin. Độ Cleaner Production, 150, 127-134. 89
8. JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Vol. 1, Issue 1, March 2021, 083-090 [3] Liu, Z., Li, Z., Zhong, H., Zeng, G., Liang, Y., Chen, [5] Almutairi, M.S. and Ali, M., 2015. Direct detection of M., Wu, Z., Zhou, Y., Yu, M. and Shao, B., 2017. saponins in crude extracts of soapnuts by FTIR. Recent advances in the environmental applications of Natural product research, 29(13), 1271-1275. biosurfactant saponins: a review. Journal of environmental chemical engineering, 5(6), 6030- [6] Lợi Đ.T. 2006. Những cây thuốc và vị thuốc Việt 6038. Nam. NXB Y Học, 751-752. [4] Basu, A., Basu, S., Bandyopadhyay, S. and [7] Upadhyay, A. and Singh, D.K., 2012. Chowdhury, R., 2015. Optimization of evaporative Pharmacological effects of Sapindus mukorossi. Rev. extraction of natural emulsifier cum surfactant from Inst. Med. trop. S. Paulo, 54(5), 273-280. Sapindus mukorossi - Characterization and cost analysis. Industrial crops and products, 77, 920-931. 90