Các Loại Vải Không Dệt: Quy Trình Sản Xuất Và Ứng Dụng

Các loại vải không dệt không được tạo ra như những loại vải khác từ phương pháp dệt kim hay dệt thoi. Vải không dệt là sự kết hợp giữa sợi sơ ngắn và sợ sơ dài, chúng được liên kết với nhau bằng hóa chất, bằng cơ học, bằng nhiệt hoặc dung môi. Vải không dệt hiện nay là được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất hàng dệt may.  

Các loại vải không dệt

Dựa trên quy trình sản xuất mà vải không dệt được chia thành 8 loại.

1. Vải không dệt spunlace

Để tạo ra được loại vải này, nhà sản xuất cần sử dụng những mảnh polyme, sợi vải ngắn, lưới sợi. Lưới sợi được làm từ kỹ thuật thổi không khí, cơ học, spunlace, kỹ thuật kim châm, hoặc cán nóng.

Ứng dụng: vải không dệt spunlace được dùng để làm khẩu trang, y tế, khăn ướt, vải lọc, …

2. Vải không dệt sử dụng liên kết nhiệt

Loại vải này được sản xuất theo quy trình chung như sau: thêm vật liệu gia cố dạng sợi hoặc dính vật liệu vào lưới sợi. Sau đó, nhà sản xuất tiếp tục gia cố các lưới sợi thành vải thành phẩm bằng phương pháp gia nhiệt và làm mát.

3. Vải không dệt air-laid

Vải không dệt air-laid còn được gọi là giấy không dệt hoặc giấy khô. Loại vải này sử dụng công nghệ air-laid. Máy sẽ phân tán các sợi vải thành những luồng không khí (chứa sợi) di chuyển nhanh. Sau đó, các sợi vải sẽ tập trung trên mặt phẳng và tạo thành vải miếng.

4. Vải không dệt ướt

Quá trình sản xuất vải không dệt ướt diễn ra như sau: các loại vải thô dạng sợi được hòa vào nước. Hỗn hợp sợi sau đó được lọc qua lưới. Nước sẽ theo các lỗ nhỏ mà chảy ra ngoài, để lại các sợi vải trên bền mặt lưới. Do sử dụng nước trong phần lớn quá trình dệt nên vải sử dụng phương pháp này được gọi là vải dệt ướt.

5. Vải không dệt spunbond

Trước tiên, máy sẽ kéo căng các sợi mảnh ra tạo thành cấu trúc mạng dày đặc. Mạng lưới vải thô này tiếp tục được xử lý bằng phương pháp liên kết riêng, liên kết nhiệt, liên kết hóa học hoặc gia cố cơ học.

6. Vải không dệt dùng phương pháp nấu chảy

Nhà sản xuất phải sử dụng một chiếc khuôn đặc biệt với hàng trăm lỗ nhỏ li ti. Sợi polyme nóng chảy sau khi đi qua khuôn sẽ thành những sợi vải dài và mỏng. Những sợi này được kéo căng và làm mát tự nhiên khi rơi từ khuôn xuống mặt phẳng. Các sợi vải nhỏ xếp chồng lên nhau tạo thành vải không dệt liên kết tự nhiên.

Thông thường, vải dùng phương pháp nấu chảy sẽ được kẹp giữa hai miếng vải không dệt spunbond tạo thành chất liệu chống cháy, chống thấm SMS.

7. Vải không dệt dùng kĩ thuật kim châm

Đây là loại vải không dệt khô. Các sợi vải nhỏ được gia cố lại với nhau bằng cách đâm kim liên tục.

8. Vải không dệt dùng kĩ thuật khâu

Vải không dệt dùng kĩ thuật khâu là vải khô. Nhà sản xuất sử dụng cấu trúc dệt kim dạng vòng để gia cố các sợi, lưới sợi, lớp sợi, vật liệu không dệt (như tấm nhựa, lá nhựa, …) hoặc kết hợp nhiều loại với nhau để tạo ra vải thành phẩm.

Sơ đồ các loại vải không dệt

Thị trường vải không dệt

Theo ước tính, quy mô của thị trường vải không dệt tăng từ 22,62 tỉ USD năm 2016 lên 34,85 tỉ USD vào năm 2022. Tỉ lệ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) dự kiến đạt 7,51% mỗi năm trong giai đoạn 2016 – 2022. Năm cơ sở là năm 2016.

Sản xuất vải không dệt

Nguyên liệu đầu vào

Nguyên liệu đầu vào liệt kê trong hình dưới đây:

Chú thích:

- Spunlace/ Spunbond: vải không dệt spunlace và vải không dệt spunbond

- Airlaid: Vải không dệt sử dụng công nghệ không khí Air-laid

- Needle punched: Vải không dệt dùng mũi kim

- Wetlaid: vải không dệt ướt sử dụng công nghệ Wet-laid

- Others: Các loại vải khác

Về cơ bản sợi vải không dệt được phân loại theo nguồn gốc:

Phương pháp tạo ra vải không dệt

1. Vải nỉ (Felt)

• Các lưới này được xếp chồng lên nhau lần lượt cho đến khi đủ số lượng hoặc độ dày yêu cầu. Sau đó, máy sẽ cắt ra thành những miếng vải nhỏ hơn. Thông thường, chiều dài rơi vào khoảng 37m trong khi đó chiều rộng dao động từ 150 – 230 cm. Khối lượng từ 8 – 23 kg.

• Máy sẽ tiếp tục phun nước ấm lên toàn bộ bề mặt vải. Kế tiếp, vải được đưa qua một cái máy phun hơi để làm ấm trước khi từ từ di chuyển vào giữa hai trục lăn. Áp lực mà trục lăn trên và trục lăn dưới tạo ra, cùng với độ ẩm và nhiệt độ sẵn có trên vải sẽ tạo ra thành phẩm vải nỉ nén chặt cuối cùng. Vải tiếp tục để khô và làm mát trong 24h tiếp theo.

• Địa – dệt: làm đường bộ, đường sắt, xây dựng bờ sông

• Nệm, mút, thảm trải sàn, vật liệu composit

2. Vải không dệt liên kết (Bond)

Tùy vào từng nguyên liệu thô mà nhà sản xuất sử dụng những phương pháp khác nhau. Về cơ bản, có ba phương pháp chính: phương pháp khô, phương pháp ướt và phương pháp polyme nấu chảy, kéo sợi.

Đây là phương pháp truyền thống, gần giống với cách tạo ra vải nỉ. Để làm ra vải khô, nhà sản xuất phải chuẩn bị sợi, trộn sợi trước khi dùng máy chải sợi thô và máy xới để tạo ra các lớp vải. Các lớp vải sau khi được phun hơi nước, tăng nhiệt, sẽ trở nên mềm mại hơn. Những sợi này có thể là sợi polyme tự nhiên hoặc nhân tạo. Các lớp sợi thô có thể dùng loại sợi ngắn (20 – 60 mm) hoặc sợi dài (50 – 150 mm).

Các lớp sợi sẽ được quấn song song hoặc đan chéo để tại thành vòng khí động học (xếp vòng bằng cách dùng không khí). Các lớp vải được liên kết bằng nhiều phương pháp khác nhau như cơ học, hóa học, nhiệt, nước.

Nguyên liệu: sợi bông, sợi tổng hợp, sợi viscose, sợi bông ngắn

Ứng dụng:

• Tã

• Khăn lau cho trẻ em

• Khăn ăn

• Băng vệ sinh

• Vật tư y tế

Quá trình tạo ra vải không dệt ướt tương tự như quy trình sản xuất giấy. Điểm khác biệt là nguyên liệu đầu vào làm vải là sợi xơ vải cắt nhỏ. Các sợi vải ngắn được hòa tan vào nước, sau đó dùng khăn hoặc lưới để lọc sợi vải.

Phương pháp này thường dùng để sản xuất sản phẩm dùng một lần như túi trà, tạp dề, găng tay, khăn ăn hoặc gạc y tế.

Nguyên liệu: sợi tự nhiên, bột gỗ, sợi khoáng, sợi tổng hợp, sợi nhân tạo (sợi thủy tinh, polyester, polyamide và sợi tái tạo).

Ứng dụng: giấy lọc, túi trà, khăn ăn, gạc y tế.

Phương pháp này sử dụng chất liệu polyme nhiệt dẻo. Quy trình gồm có hai loại: vải không dệt spun-bond và vải không dệt melt-blown.

• Vải không dệt kéo sợi (Spunbond)

Vải không dệt kéo sợi được gọi là vải ngoại quan. Các hạt polyme được nấu chảy và đi qua một cái khuôn đặc biệt. Khuôn này có hàng trăm lỗ li ti. Các sợi được kéo dài liên tục và làm nguội trước khi đưa vào băng tải để tạo thành một lưới sợi đồng nhất.

Do đặc trưng của phương pháp này mà vải không dệt có độ bền cao hơn so với vải chải thô. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ dùng được với chất liệu polyme.

Nguyên liệu: PP (polyprppylene), PET, nylon, PE, polyester, nhựa nhiệt dẻo tổng hợp.

• Vải không dệt nấu chảy (Meltblown)

Ứng dụng: bao bì, túi đi chợ, PPE y tế.

Giống như cách làm vải không dệt kéo sợi, polyme ít nhớt được tập hợp với nhau. Nhưng thay vì làm lạnh sợi ngay sau khi rời khỏi khuôn như kỹ thuật kéo sợi, các sợi tiếp tục bị các luồng khi nóng bào mỏng. Do đó, sợi vải mỏng hơn nhiều và có độ bền kéo thấp. Các sợi này rơi vào mặt phẳng và tạo thành từng lưới sợi.

Nguyên liệu: PP, PA (polyamide), polyester, PE (polyethylene).

Một số loại polyme đã qua xử lý:

• Polypropylene là polyme được sử dụng nhiều nhất cho kĩ thuật nóng chảy. Polyme này dễ xử lý và tạo lưới sợi tốt.

• Polyethylene khó nấu chảy và khó tạo sợi mịn hơn polypropylene.

• Polyetylen khó rút sợi.

• PBT dễ xử lý và tạo ra các sợi rất mảnh và mềm.

• Nylon 6 dễ xử lý và tạo lưới sợi tốt.

• Nylon 11 tan chảy tốt và tạo ra vân giống như vải da.

• Polystyrene tạo ra chất liệu mềm mại và mịn màng, chống đạn khá tốt.

• Polycarbonate tạo ra lưới sợi mềm.

Quy trình sản xuất: Kỹ thuật này dựa trên quy trình thổi nấu chảy thông thường. Polyme tạo sợi nhựa nhiệt dẻo được ép qua một cái khuôn thẳng chứa hàng trăm lỗ nhỏ. Các luồng khí nóng hội tụ làm sợi mỏng đi rất nhau và trở nên mịn (1 – 5 micro mét). Một luồng không khí lớn thổi các sợi lên băng tải, từ đó tạo thành loại vải không dệt siêu mịn với liên kết tự nhiên.

Ứng dụng: Giấy lọc, khẩu trang N95 (làm từ vải lọc), áo choàng PP, khẩu trang phẫu thuật, khăn ăn, túi trà, bộ lọc nước.

• Khẩu trang

• Balo

• Túi trà

• Túi silica gel

• Đồ làm vệ sinh

• Chất liệu giữ ấm

• Vật liệu lọc

• Tã và băng vệ sinh

Khẩu trang

Khẩu trang N95 là một dụng cụ bảo vệ đường hô hấp. Loại khẩu trang này được thiết kế để ôm khít khuôn mặt và lọc chất bụi bẩn hiệu quả. Để đạt được tiêu chuẩn N95, khẩu trang phải ngăn được ít nhất là 95% các hạt bụi thử nghiệm siêu nhỏ (0,3 micro mét). Nếu được đeo đúng cách, khả năng lọc bụi của khẩu trang N95 tốt hơn của khẩu trang thông thường rất nhiều. Tuy nhiên, ngay cả được đeo đúng cách, khẩu trang N95 cũng không thể ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ lây nhiễm và bệnh tật. Khẩu trang N95 phẫu thuật thường được dùng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe.

Công nghệ sản xuất vải 5 lớp

Khẩu trang phẫu thuật: Loại khẩu trang chỉ được sử dụng một lần duy nhất. Khẩu trang này ngăn miệng và mũi của người đeo tiếp xúc với những chất bẩn trong môi trường. Khẩu trang phẫu thuật không giống như khẩu trang thông thường. Công nghệ sản xuất phức tạp hơn, đồng thời, khẩu trang phẫu thuật phải đáp ứng tiêu chuẩn cao về khả năng chống thấm và khả năng lọc bụi.

Công nghệ sản xuất vải 3 lớp: vải SMS.

Chữ SMS là viết tắt của từ spunbond – meltblown – spunbond. Một miếng vải dùng kỹ thuật nấu chảy được kẹp giữa hai lớp vải spunbond.