Hiểu đúng và đủ về vải kháng khuẩn

Trước tình hình dịch bệnh viêm đường hô hấp cấp do chủng mới virus Corona gây ra, nhu cầu sử dụng khẩu trang là rất lớn. Trong hơn một tháng qua, 16 đơn vị thành viên của Tập đoàn Dệt May Việt Nam (Vinatex) đã tham gia sản xuất khẩu trang sử dụng vải kháng khuẩn đưa ra thị trường, phục vụ người dân, góp phần vào công tác phòng chống dịch bệnh Covid-19.

Để cung cấp thêm thông tin cho người tiêu dùng về vải kháng khuẩn, Ban Kỹ thuật Đầu tư Vinatex tổng hợp một số thông tin liên quan đến công nghệ kháng khuẩn trên vật liệu dệt và phương pháp thử nghiệm đối với vật liệu dệt có tính năng kháng khuẩn.

CẤU TRÚC CỦA CÁC LOẠI VẢI ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG LÀM KHẨU TRANG VÀ CON ĐƯỜNG XÂM NHẬP CỦA VI KHUẨN QUA VẢI

Sử dụng vải để bảo vệ người tiêu dùng tránh khỏi vi khuẩn, trước hết cần phải hiểu cấu trúc của vải và cơ chế xâm nhập của vi khuẩn từ bên ngoài. Các loại khẩu trang làm từ vải hiện có 3 loại: vải dệt thoi, vải dệt kim và vải không dệt, do vậy chúng ta sẽ phân tích cấu trúc của các loại vải này để hiểu rõ hơn về cách xâm nhập của vi khuẩn từ bên ngoài qua vải vào cơ thể.

Vải dệt thoi được hình thành từ hai hệ thống sợi dọc và sợi ngang đan thẳng góc với nhau theo một qui luật, mà qui luật đó được gọi là kiểu dệt. Vải dệt thoi có kết cấu khá chặt chẽ, các sợi dọc và ngang đan liên tiếp với nhau, tuy nhiên giữa các sợi ngang hoặc sợi dọc liền kề vẫn có khoảng trống, đây là nơi mà không khí, hơi nước, chất lỏng, chất rắn mang theo vi khuẩn có thể di chuyển xuyên qua vải.

Vải dệt kim được hình thành bằng cách liên kết các vòng sợi với nhau theo một qui luật nhất định. Từ đặc điểm về cấu trúc của vải dệt kim thấy rằng, khả năng vi khuẩn xâm nhập xuyên qua vải dệt kim thường dễ dàng hơn vải dệt thoi (do khoảng trống trên vải dệt kim có diện tích lớn hơn khoảng trống trên vải dệt thoi), hơn nữa do vải dệt kim dễ bị biến dạng trong quá trình sử dụng (độ giãn cao), nên các lỗ trống trên vải càng lớn hơn, càng thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập qua vải.

Vải không dệt được tạo ra trực tiếp từ xơ dệt, trong đó các xơ liên kết với nhau bằng phương pháp cơ học, hoặc hóa lý. Quá trình sản xuất vải không dệt được tiến hành bằng cách tạo ra màng xơ, sau đó sẽ liên kết các xơ trong màng xơ để tạo độ bền cho vải. Do đó, đa phần các loại vải không dệt được sử dụng làm quần áo bảo vệ dùng một lần cho bác sỹ phẫu thuật và các sản phẩm để ngăn ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn. Trong trường hợp vải không dệt sản xuất theo phương pháp hóa lý thì màng xơ thường được tạo ra từ các xơ có kích thước rất mảnh (microfiber). Các lớp xơ được liên kết bằng gia nhiệt nóng chảy để tạo ra sản phẩm vải theo yêu cầu.

Vải không dệt liên kết hỗn hợp (composite nonwoven fabric) sử dụng làm quần áo bảo vệ bác sĩ phẫu thuật thường có ba lớp kết hợp, lớp giữa là vải không dệt liên kết hóa lý, hai lớp hai bên dạng spunbonded. Thực tế đã chứng minh hiệu quả ngăn chặn chống lại vi khuẩn của loại vải này là rất cao. Tuy nhiên, do đặc thù phương pháp sản xuất nên vải không dệt không bền, các tính chất của vải bị thay đổi nhiều sau các chu trình giặt. Vì vậy, mặc dù là sản phẩm ngăn chặn vi khuẩn rất có hiệu quả nhưng chỉ được sử dụng làm sản phẩm kháng khuẩn dùng một lần.

Qua các phân tích về đặc điểm cấu trúc của cả ba loại vải thấy rằng, chúng đều có đặc điểm chung là có các lỗ trống trên bề mặt vải. Các lỗ trống này cho phép không khí, hơi nước có thể đi qua nhằm bảo đảm tính tiện nghi của sản phẩm may mặc, nhưng các lỗ trống này cũng chính là con đường đểvi khuẩn có thể xâm nhập qua. Do đó, các tính chất thẩm thấu của vải sẽ liên quan chặt chẽ tới khả năng xâm nhập của vi khuẩn xuyên qua vải bằng ba con đường, đó là không khí, hơi nước và chất lỏng.

CÁC PHƯƠNG PHÁP NGĂN CHẶN VI KHUẨN XÂM NHẬP QUA VẢI

Có một số phương pháp đển găn chặn vi khuẩn xâm nhập qua vải, trong đó:

Phương pháp vật lý (phương pháp “rào cản” – tạo màng polime).

Sử dụng phương pháp “rào cản” để ngăn chặn vi khuẩn xuyên qua vải dệt thông qua ba con đường trên cũng là một biện pháp có thể áp dụng. Ưu điểm của phương pháp này là tương đối đơn giản, rất an toàn đối với cả người sử dụng cũng như với môi trường, vì không phải sử dụng chất kháng khuẩn.

Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp rào cản là làm ảnh hưởng đến một số tính chất quan trọng của vật liệu dệt, trong đó có tính chất tiện nghi, mà đây lại là một tính chất rất quan trọng đối với các sản phẩm may mặc. Hơn nữa, phương pháp này cũng chỉ có thể ngăn chặn vi khuẩn xuyên qua vải dệt vào cơ thể, trong khi vi khuẩn vẫn có thể phát triển trên bề mặt của vải. Do vậy việc sử dụng phương pháp này có nhiều hạn chế.

Để bảo vệ người sử dụng chống lại vi khuẩn từ bên ngoài xâm nhập vào cơ thể, ngoài phương pháp rào cản vật lý còn có phương pháp hóa lý, đó là đưa lên vải các chất có khả năng tiêu diệt hoặc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn khi nó tiếp xúc với vải dệt.

Phương pháp hóa lý (đưa chất kháng khuẩn lên vải bằng phương pháp ngấm ép hoặc tận trích)

Các chất kháng khuẩn bao gồm: (1) ion kim loại (phổ biến là ion Bạc); (2) triclosan (không thân thiện với môi trường do có sử dụng Clo, nên hạn chế sử dụng); (3) amoni bậc bốn (được sử dụng trong công nghiệp dệt từ những năm 70, là dạng hóa chất an toàn và phổ biến); (4) chitosan và dẫn xuất của chitosan (được nghiên cứu và đưa vào sử dụng khoảng 30 năm trở lại đây).

Hiện nay tại Việt Nam, vải kháng khuẩn chủ yếu được sản xuất theo phương pháp đưa các chất kháng khuẩn lên vải, được thực hiện ở công đoạn tẩy trắng, nhuộm màu theo các cách khác nhau: ngấm ép, tráng phủ hoặc phun. Sản xuất theo phương pháp này, vải thành phẩm có khả năng diệt tới 90% khuẩn sau một giờ tiếp xúc và giảm còn 60-70% sau một số lần giặt, tùy thuộc vào quy trình công nghệ và đặc tính của chất kháng khuẩn.

Nguyên lý cơ bản của các phương pháp thử nghiệm này là vi khuẩn được nuôi cấy vào các mẫu vải trong một khoảng thời gian nhất định rồi ủ trong tủ ấm ở nhiệt độ tương đương nhiệt độ cơ thể người (37 độ C) trong 18-24 giờ, sau đó đong đếm số lượng vi khuẩn để đánh giá mức độ tăng hay giảm của vi khuẩn so với trước khi ủ vàs o với mẫu đối chứng không có xử lý kháng khuẩn. Trên cơ sở đó đánh giá được khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn trên mẫu vải được xử lý kháng khuẩn.

Như vậy, để đánh giá được khả năng kháng khuẩn của vải có nhiều phương pháp khác nhau, có cả định tính và định lượng. Các phương pháp phổ biến thường được yêu cầu thử nghiệm trên thị trường là AATCC 100, ISO 20743 và JIS L 1902.

Tài liệu tham khảo:

1. Phạm Đức Dương (2012), Luận án tiến sỹ, Nghiên cứu xử lýkháng khuẩn cho vải bông sử dụng trong may mặc, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2. https://www.biocote.com/treatable-materials/textiles-fabrics/

Bài: THANH NGÂN

Xem đầy đủ Tạp chí DM&TT VN Số tháng 3.2020 tại đây!