Bộ chọn vải không dệt – PP, PET và các yếu tố cần thiết về hiệu suất

Vải không dệt là gì - và nó được sản xuất như thế nào

Vải không dệt là một loại vật liệu tấm phẳng được sản xuất bằng cách liên kết hoặc vướng các sợi trực tiếp - mà không cần kéo chúng thành sợi hoặc đan xen chúng trên khung dệt. Định nghĩa được ISO 9092 thông qua mô tả nó như là một tấm, mạng hoặc màng được sản xuất bằng các sợi được định hướng theo hướng hoặc ngẫu nhiên, được liên kết bằng ma sát, lực dính hoặc độ bám dính . Do bước tạo sợi được loại bỏ nên dây chuyền sản xuất có thể chạy ở tốc độ 300–600 mét/phút, so với khoảng 10 mét/phút đối với dệt thông thường - một lợi thế về tốc độ khiến vải không dệt trở thành một trong những loại vật liệu phát triển nhanh nhất trong sản xuất toàn cầu.

Ba phương pháp sản xuất chủ yếu là spunbond, tan chảy và đục lỗ bằng kim. Trong sản xuất spunbond - chiếm phần lớn khối lượng vải không dệt toàn cầu - các hạt polymer được nấu chảy, ép đùn qua máy kéo sợi thành các sợi liên tục, đặt trên băng tải chuyển động và liên kết nhiệt dưới các cuộn lịch được gia nhiệt. Kết quả là tạo ra một loại vải nhẹ, đồng nhất với các đặc tính kéo có thể dự đoán được và định lượng GSM (gram trên mét vuông) nhất quán trên toàn bộ chiều rộng cuộn. Meltblown tạo ra lưới sợi mịn hơn với đặc tính lọc vượt trội nhưng độ bền kéo thấp hơn; cả hai thường được ép thành SMS (spunbond-meltblown-spunbond) cho các ứng dụng y tế và vệ sinh.

Vải không dệt PP so với vải không dệt Polyester

Polypropylen (PP) và polyester (PET) là hai loại polyme chiếm phần lớn trong sản xuất vải không dệt trên toàn thế giới. Việc lựa chọn giữa chúng về cơ bản là một quyết định về nhiệt độ hoạt động, môi trường hóa học và các yêu cầu cuối đời - không chỉ đơn giản là chi phí.

So sánh vải không dệt PP spunbond và polyester qua các thông số hiệu suất chính.

Vải polyester không dệt (PET) được chỉ định trên PP trong ba tình huống định kỳ: khi nhiệt độ sử dụng vượt quá 80°C (các bộ phận trong khoang động cơ ô tô, lớp lót bao bì chứa đầy nóng), trong đó độ ổn định kích thước dưới tải trọng cơ học là rất quan trọng (vải địa kỹ thuật, lớp lót thảm, bộ tách pin) và khi độ bền tia cực tím vốn có làm giảm độ phức tạp của chất phụ gia. Đối với phần lớn các ứng dụng — vệ sinh, nông nghiệp, túi mua sắm, tấm lót đồ nội thất — Spunbond PP là sự lựa chọn phù hợp về mặt kinh tế và kỹ thuật và mật độ thấp hơn của nó có nghĩa là một cuộn gsm tương đương sẽ bao phủ nhiều diện tích hơn trên mỗi kg nguyên liệu thô.

Thông số kỹ thuật chính xác định chất lượng vải không dệt

Việc đánh giá vải không dệt để mua sắm đòi hỏi phải đọc ngoài con số GSM. Một số thông số có liên quan với nhau xác định liệu vải có hoạt động trong ứng dụng dự kiến ​​hay không.

• Trọng lượng cơ bản (gsm) — khối lượng trên mét vuông là thông số kỹ thuật chính nhưng không phải là đại diện đáng tin cậy cho chất lượng. Vải 40 gsm được sản xuất bằng các sợi mịn ở áp suất liên kết cao sẽ hoạt động tốt hơn vải 40 gsm được làm bằng sợi thô hơn ở áp suất lịch thấp hơn cả về độ bền kéo và độ đồng đều.
• Độ bền kéo (MD và CD) - được đo bằng N/5cm theo cả hướng máy (MD, dọc theo cuộn) và hướng chéo (CD, ngang qua chiều rộng). Độ bền CD luôn thấp hơn MD trong vải spunbond do độ lệch hướng của sợi; tỷ lệ CD/MD trên 0,5 cho thấy liên kết cân bằng tốt. Tỷ lệ dưới 0,3 cho thấy vải dễ bị rách theo chiều rộng cuộn.
• Độ giãn dài khi đứt - thích hợp cho các ứng dụng liên quan đến độ giãn hoặc biến dạng. Vải phủ nông nghiệp và vải địa kỹ thuật đòi hỏi độ giãn dài cao hơn; vải đóng gói và lớp lót nhãn cần độ giãn dài thấp để ổn định kích thước trong quá trình in và chuyển đổi.
• Chỉ số đồng nhất (CV%) - hệ số thay đổi trọng lượng cơ bản trên chiều rộng cuộn. Vải cao cấp duy trì CV dưới 3–4%; vải hàng hóa có thể chạy 8–12%. CV cao tạo ra vệt sáng/tối nhìn thấy được dưới ánh sáng truyền qua và độ bám dính in không nhất quán.
• Xử lý kỵ nước và kỵ nước - PP chưa biến tính vốn có tính kỵ nước. Lớp hoàn thiện ưa nước được áp dụng thông qua phương pháp hoàn thiện kéo sợi trên dây tóc hoặc bằng cách xử lý tại chỗ trên cuộn thành phẩm, cho phép vải hấp thụ và truyền chất lỏng - cần thiết cho lớp phủ tã lót và chất nền lau chùi. Xử lý kỵ nước (lớp phủ fluorocarbon hoặc silicone) làm tăng khả năng chống thấm chất lỏng cho các ứng dụng rào cản y tế.
• sự mềm mại — được đánh giá một cách chủ quan bằng cách xử lý và định lượng bằng Hệ thống đánh giá Kawabata (KES) đối với các loại vải vệ sinh cao cấp. Đường kính dây tóc mịn hơn (được đo bằng denier hoặc dtex) tạo ra cảm giác tay mềm mại hơn: dây tóc PP 1,5 denier cho cảm giác mềm mại hơn đáng kể so với dây tóc 3,0 denier ở cùng gsm.

Các lĩnh vực ứng dụng chính và những gì chúng yêu cầu

Vải không dệt không phải là một sản phẩm đơn lẻ mà là một công nghệ nền tảng. Quá trình spunbond tương tự tạo ra các sản phẩm cuối cùng hoàn toàn khác nhau bằng cách điều chỉnh loại polymer, chất khử sợi, kiểu liên kết và xử lý bề mặt.

Nông nghiệp và bảo vệ cây trồng

Vải spunbond PP có trọng lượng 17–30 gsm được sử dụng làm lớp phủ hàng nổi truyền 85–92% ánh sáng tới đồng thời tăng nhiệt độ vi khí hậu lên 2–4°C. Các loại ổn định tia cực tím có khả năng chống tia cực tím tối thiểu 1.500 giờ là tiêu chuẩn; vải không ổn định sẽ xuống cấp trong một mùa. Các mẫu bề mặt ca rô và dập nổi cải thiện hiệu suất khí động học bằng cách giảm lực nâng gió khi lắp đặt nhịp lớn.

Bao bì và túi tái sử dụng

Thị trường túi mua sắm có thể tái sử dụng tiêu thụ sợi PP spunbond trong khoảng 60–100 gsm. Khả năng in là thông số kỹ thuật chính: vải phải chấp nhận mực gốc nước mà không bị vón cục và mức độ xử lý hào quang trên 38 dynes/cm là mức cơ bản để có độ bám dính ổn định. Cấu trúc nhiều lớp (màng BOPP PP spunbond) cung cấp khả năng chống thấm cho các ứng dụng sản xuất và túi giữ lạnh.

Vải địa kỹ thuật và kỹ thuật dân dụng

Vải không dệt polyester đục lỗ bằng kim có trọng lượng 150–500 gsm là vật liệu vải địa kỹ thuật chiếm ưu thế để phân tách nền đường, gia cố nền đắp và lọc thoát nước. PET vượt trội hơn PP trong ứng dụng này vì khả năng chống rão dưới tải trọng đất duy trì là rất quan trọng - điểm nóng chảy thấp hơn và tốc độ rão cao hơn dưới ứng suất của PP khiến nó không phù hợp với các ứng dụng địa kỹ thuật chịu tải lâu dài ở vùng khí hậu ấm áp.

Lớp lót nội thất ô tô

Vải không dệt dùng làm lớp lót cốp xe, tấm nền cửa, gia cố trần xe và cách âm trong các ứng dụng ô tô. Bấm kim polyester là sự lựa chọn chủ yếu bởi vì nó đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải VOC theo yêu cầu của các OEM ô tô Châu Âu và Trung Quốc (GB/T 27630-2011 ở Trung Quốc; VDA 278 ở Đức), chịu được nhiệt độ 80–90°C điển hình của nội thất xe đang đỗ và có thể được định hình nhiệt thành các hình dạng ba chiều phức tạp.

Tính bền vững, nội dung tái chế và xu hướng quy định

Vải không dệt ngày càng được giám sát chặt chẽ khi quy định về nhựa sử dụng một lần mở rộng trên toàn cầu. Chỉ thị về Nhựa dùng một lần của EU (2019/904) trực tiếp hạn chế một số ứng dụng không dệt trong lĩnh vực vệ sinh và dịch vụ thực phẩm, thúc đẩy nhu cầu về các sản phẩm thay thế dựa trên sinh học và tái chế. Phản ứng từ ngành công nghiệp đã có hai hướng chính.

Vải không dệt tái chế PET (rPET) được sản xuất từ mảnh chai PET sau tiêu dùng hoặc chất thải PET công nghiệp được xử lý thành sợi xơ hoặc dây tóc liên tục. Vải không dệt rPET có thể chứa 30–100% hàm lượng tái chế và ngày càng được chỉ định cho các ứng dụng lau ô tô, vải địa kỹ thuật và công nghiệp nơi các đặc tính thẩm mỹ và hiệu suất tương đương với PET nguyên chất. Dữ liệu đánh giá vòng đời cho thấy lượng khí thải carbon giảm 30–50% so với vải không dệt PET nguyên chất khi hàm lượng tái chế vượt quá 50%.

Vải không dệt axit polylactic gốc sinh học (PLA) được sản xuất từ polyme axit lactic có nguồn gốc từ ngô hoặc mía và có thể phân hủy trong điều kiện công nghiệp (EN 13432). Vải không dệt PLA có khả năng thương mại hóa trong vải túi trà, giá thể chậu cây giống và màn che y tế nơi thời gian sử dụng ngắn và điều kiện xử lý được kiểm soát phù hợp với thời hạn có thể phân hủy của PLA. Chúng không thích hợp làm chất thay thế đa năng cho spunbond PP - Nhiệt độ biến dạng nhiệt của PLA khoảng 55°C hạn chế việc sử dụng nó trong môi trường ấm áp và chi phí nguyên liệu thô cao hơn (thường là 2–3× PP trên cơ sở mỗi kg) hạn chế khối lượng ứng dụng.

Đối với các nhóm thu mua mua vải không dệt trên phạm vi quốc tế, chứng nhận phù hợp nhất cần yêu cầu là Tiêu chuẩn OEKO-TEX 100 , kiểm tra sự vắng mặt của các hóa chất độc hại trong bốn nhóm sản phẩm dựa trên mức độ gần gũi của người sử dụng cuối với da. Loại I (sản phẩm dành cho trẻ sơ sinh) có những giới hạn nghiêm ngặt nhất; Loại IV (ứng dụng công nghiệp) thoải mái nhất. Chứng nhận Tiêu chuẩn Tái chế Toàn cầu (GRS) cung cấp xác minh của bên thứ ba về các khiếu nại về nội dung tái chế cho những người mua yêu cầu tài liệu về chuỗi hành trình sản phẩm.