Vải không dệt là gì: Các loại Polypropylen, khả năng chống nước và túi PP

một là gì Vải không dệt ?

Vải không dệt là một tấm hoặc mạng lưới các sợi được liên kết với nhau bằng các phương tiện cơ học, nhiệt hoặc hóa học - không dệt, đan hoặc bất kỳ sự đan xen nào của các sợi riêng lẻ. Định nghĩa từ INDA (Hiệp hội Công nghiệp Vải không dệt) mô tả các sản phẩm không dệt là các tổ hợp sợi được thiết kế không phải là dệt thoi hay dệt kim và chưa được chuyển đổi thành sợi như một bước trung gian. Các sợi được xếp thành mạng - ngẫu nhiên, theo hướng hoặc theo lớp - và sau đó được hợp nhất thành một cấu trúc tấm mạch lạc.

Phương pháp liên kết xác định các đặc tính của cấu trúc cuối cùng giống như loại sợi. Các sản phẩm không dệt liên kết nhiệt được nung chảy bằng nhiệt - hoặc thông qua quá trình cán (con lăn nóng làm tan chảy các điểm giao nhau của sợi) hoặc liên kết qua không khí (không khí nóng chảy qua mạng). Các sản phẩm không dệt được liên kết hóa học sử dụng nhựa kết dính được áp dụng bằng cách bão hòa, phun hoặc in. Các loại liên kết cơ học bao gồm vải đục lỗ bằng kim (kim gai làm vướng sợi vật lý) và vải có liên kết hydro (spunlace), trong đó các tia nước áp suất cao lồng vào mạng lưới sợi mà không có bất kỳ chất kết dính nào. Mỗi phương pháp tạo ra một loại vải có độ bền, độ mềm, độ thấm và đặc tính chi phí riêng biệt phù hợp với các mục đích sử dụng cuối cùng khác nhau.

Vải không dệt là một trong những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành dệt may toàn cầu, với các ứng dụng bao gồm các sản phẩm y tế và vệ sinh sử dụng một lần, vải địa kỹ thuật bền và lọc xây dựng, nội thất ô tô, vỏ cây trồng nông nghiệp và túi mua sắm có thể tái sử dụng. Thị trường vải không dệt toàn cầu đã vượt 50 tỷ USD vào năm 2023 và tiếp tục tăng trưởng nhờ nhu cầu về sản phẩm vệ sinh, đầu tư cơ sở hạ tầng và chuyển đổi khỏi sử dụng nhựa dùng một lần trong bao bì.

Sự khác biệt giữa vải dệt thoi và vải không dệt

Sự khác biệt về cấu trúc giữa vải dệt thoi và vải không dệt là cơ bản và nó tạo ra gần như mọi sự khác biệt về đặc tính và ứng dụng của chúng.

A vải dệt được sản xuất trên máy dệt bằng cách đan xen hai bộ sợi vuông góc - sợi dọc (theo chiều dọc) và sợi ngang (theo chiều ngang) - theo một mẫu lặp lại xác định. Phần uốn được tạo ra ở nơi các sợi đan chéo mang lại cho vải dệt sự ổn định kích thước đặc trưng, ​​độ bám tay ổn định và độ bền dị hướng (mạnh hơn dọc theo trục sợi, yếu hơn về độ lệch). Vải dệt thoi yêu cầu các bước trung gian là kéo sợi thành sợi và sau đó đan xen sợi trên khung dệt, khiến chúng tốn nhiều công đoạn hơn và thường đắt hơn trên một đơn vị diện tích so với vải không dệt.

A vải không dệt đi trực tiếp từ sợi hoặc polyme đến tấm thành phẩm, bỏ qua cả khâu kéo sợi và dệt. Sự chuyển đổi trực tiếp này là lý do tại sao vải không dệt có hiệu quả kinh tế ở trọng lượng cơ bản rất thấp - spunbond polypropylen 10–20 g/m2 được sử dụng trong màn y tế và vỏ cây trồng không thể được sản xuất một cách kinh tế như vải dệt thoi. Sự đánh đổi là hầu hết các sản phẩm không dệt có độ bền kéo thấp hơn so với trọng lượng của chúng so với vải dệt, độ co giãn hạn chế và - trong nhiều công trình - độ bền bề mặt kém hơn khi mài mòn.

Vải không dệt Polypropylen là gì?

Vải không dệt Polypropylen (PP) là nguyên liệu chiếm ưu thế trong sản xuất vải không dệt toàn cầu, chiếm khoảng 60% tổng sản lượng vải không dệt tính theo trọng lượng. Nó được sản xuất chủ yếu bởi quá trình spunbond : Các viên nhựa polypropylen được nấu chảy trong máy đùn và được ép qua các máy kéo sợi mịn để tạo thành các sợi liên tục, được đặt trên một băng tải chuyển động theo mô hình lưới ngẫu nhiên và sau đó liên kết bằng nhiệt - thường bằng một cuộn lịch được gia nhiệt để hàn các sợi tại các điểm giao nhau của chúng mà không làm tan chảy toàn bộ màng. Kết quả là một loại vải kết dính được sản xuất trong một dây chuyền sản xuất tích hợp duy nhất từ ​​polyme thô đến cuộn thành phẩm, không có bất kỳ công đoạn sợi hoặc sợi trung gian nào.

Các đặc tính của vải không dệt spunbond polypropylene rất phù hợp với nhiều ứng dụng: nhẹ (trọng lượng cơ bản điển hình dao động từ 10 đến 150 g/m2), trơ về mặt hóa học, chịu được hầu hết các axit, kiềm và dung môi, ổn định về kích thước và có thể được sản xuất ở chiều rộng lên tới 5 mét trên dây chuyền thương mại. Điểm nóng chảy của nó khoảng 160°C có nghĩa là nó chịu được quá trình khử trùng nhưng không thể ủi trực tiếp. Polypropylen có mật độ 0,91 g/cm³ - thấp hơn nước - có nghĩa là vải và sản phẩm PP nổi và có thể tái chế dễ dàng khi tách khỏi các vật liệu khác.

Vải không dệt PP cũng được sản xuất bằng quy trình tan chảy, ép polypropylen nóng chảy qua các lỗ khuôn mịn hơn nhiều và hút các sợi bằng không khí nóng tốc độ cao để tạo ra các vi sợi cực mịn (đường kính 1–5 micron, so với 15–35 micron đối với spunbond). Meltblown PP có kích thước lỗ nhỏ hơn nhiều và được sử dụng làm lớp lọc trong khẩu trang N95 và khẩu trang phẫu thuật. Vật liệu tổng hợp SMS (spunbond-meltblown-spunbond) phủ một lớp ngoài spunbond mềm, chắc với lõi lọc tan chảy để kết hợp tính toàn vẹn của cấu trúc với hiệu suất rào cản — cấu trúc tiêu chuẩn cho áo choàng, màn che và vỏ vệ sinh y tế dùng một lần.

Polypropylen có chống nước không? Giải thích về vải không dệt chống thấm nước

Polypropylen vốn có tính kỵ nước - cấu trúc phân tử không phân cực của nó không có ái lực với nước và nước không làm ướt hoặc thấm vào bề mặt sợi PP trong điều kiện bình thường. Tính kỵ nước nội tại này có nghĩa là vải không dệt PP chống lại sự xâm nhập của nước ở cấp độ sợi. Tuy nhiên, vải không dệt PP có khả năng chống thấm nước hiệu quả hay không khi sử dụng còn phụ thuộc vào cấu trúc của nó - cụ thể là kích thước lỗ rỗng giữa các sợi so với áp lực của nước lên bề mặt vải.

Vải không dệt Spunbond tiêu chuẩn (được sử dụng trong túi xách, vỏ vệ sinh và màng nông nghiệp) là chống nước nhưng không chống nước hoàn toàn dưới áp suất thủy tĩnh. Nó sẽ đẩy lùi tia nước bắn tung tóe và mưa nhẹ nhưng sẽ cho phép nước xâm nhập dưới áp suất duy trì hoặc khi được ngâm trong nước, bởi vì các khoảng trống giữa các sợi - dù nhỏ - không bị bịt kín. Điện trở đầu thủy tĩnh của PP spunbond 40–80 g/m2 điển hình là 50–200 mm, so với 1.000–10.000 mm đối với vải dệt thoi không thấm nước hoàn toàn có lớp màng polyurethane.

thực sự vải không dệt không thấm nước đạt được thông qua quá trình xử lý bổ sung: ép màng polyetylen (PE) lên lớp nền PP spunbond tạo ra hỗn hợp không có sự xâm nhập của chất lỏng vào lớp màng trong khi vẫn giữ được bề mặt mềm mại giống như vải của mặt không dệt. Cấu trúc vải không dệt PP nhiều lớp PE này là tiêu chuẩn cho tấm trải bàn y tế dùng một lần, tấm bảo vệ nệm chống thấm nước và màng phủ nông nghiệp, những nơi yêu cầu hiệu suất ngăn chất lỏng bên cạnh lợi thế về chi phí và khả năng xử lý của cấu trúc vải không dệt. Ngoài ra, lưới spunbond có thể được phủ một lớp hoàn thiện chống thấm nước (dựa trên fluorocarbon hoặc silicone) để tăng cường khả năng chống thấm bề ​​mặt mà không cần chống thấm hoàn toàn - thích hợp cho các ứng dụng phải duy trì khả năng thoáng khí bên cạnh khả năng chống nước, chẳng hạn như quần yếm bảo vệ và vỏ cây.

Túi vải không dệt PP: Tính chất và ứng dụng

Túi không dệt bằng polypropylene - loại túi có thể tái sử dụng có mặt cứng, có thể in sáng, được sử dụng rộng rãi làm túi đựng hàng tạp hóa, túi khuyến mại và túi mua sắm bán lẻ - được làm từ vải không dệt PP spunbond, thường có trọng lượng 70–120 g/m2, được cắt và khâu hoặc hàn siêu âm thành dạng túi. Chúng trở nên nổi bật như một giải pháp thay thế cho túi nhựa dùng một lần và được các nhà bán lẻ trên toàn cầu áp dụng rộng rãi như một giải pháp đóng gói có thương hiệu, có thể tái sử dụng.

Các đặc tính thực tế giúp PP spunbond phù hợp với ứng dụng túi là độ cứng của nó (cấu trúc liên kết nhiệt giữ hình dạng mà không cần khung), khả năng in tuyệt vời (bề mặt chấp nhận mực dung môi và nước cho đồ họa chất lượng cao), trọng lượng thấp và chi phí. Một túi hàng tạp hóa không dệt PP tiêu chuẩn 80 g/m2 nặng khoảng 50–70 gam và có thể mang tải trọng 5–10 kg mà không bị rách khi các đường may được gia cố đúng cách — khả năng chịu tải phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc đường may và phương pháp gắn tay cầm thay vì độ bền kéo của vải.

Túi vải không dệt PP được bán trên thị trường dưới dạng có thể tái sử dụng và tái chế, nhưng cả hai tuyên bố đều yêu cầu phải có chất lượng. Khả năng tái sử dụng là có thật - các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng túi không dệt PP có tuổi thọ sử dụng được từ 50–100 lần sử dụng trong điều kiện bán lẻ thông thường trước khi tay cầm hoặc đường may bị hỏng. Điểm hòa vốn về môi trường so với túi nhựa LDPE sử dụng một lần (xét về tổng tác động trong vòng đời) thường được trích dẫn là 8–12 lần sử dụng, nghĩa là túi được sử dụng liên tục trong một mùa trở lên sẽ mang lại lợi ích ròng cho môi trường. Về mặt kỹ thuật, khả năng tái chế là có thể - PP là một loại polyme được tái chế rộng rãi - nhưng trên thực tế, dạng túi, trọng lượng vải và cấu trúc vật liệu hỗn hợp (vải cộng với tay cầm cộng với bất kỳ loại vật liệu cán mỏng hoặc gia cố nào) khiến việc phân loại và xử lý trong các luồng tái chế tiêu chuẩn trở nên khó khăn. Các chương trình tái chế vải PP chuyên dụng đã có ở một số thị trường nhưng không phổ biến.

Ngoài túi mua sắm bán lẻ, các ứng dụng của túi không dệt PP bao gồm bao tải hạt giống và phân bón nông nghiệp, bao bì công nghiệp số lượng lớn (túi lớn / FIBC sử dụng PP dệt, nhưng bao tải không dệt nhỏ hơn được sử dụng cho các nội dung nhạy cảm về vệ sinh và cấp thực phẩm), túi đựng chất thải y tế và túi tote quảng cáo cho các sự kiện, triển lãm thương mại và tiếp thị thương hiệu.