NGHIÊN cứu một số TÍNH CHẤT của vải KHÔNG dệt DÙNG TRONG LĨNH vực y tế

Định nghĩa của Hiệp hội vải không dệt châu âu EDANA Vải không dệt là các sản phẩm dạng tấm được tạo nên từ cácmàng xơ trong đó xơ được xắp xếp định hướng hay một cách ngẫunhiên và được l

-ĐINH THỊ NHÀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẢI KHÔNG DỆT DÙNG TRONG LĨNH VỰC Y TẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

Hà Nội - 2015

-ĐINH THỊ NHÀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẢI KHÔNG DỆT DÙNG TRONG LĨNH VỰC Y TẾ

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS ĐÀO ANH TUẤN

Hà Nội - 2015

LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy – TS Đào Anh Tuấn đã

tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn đến các Thầy, Cô phòng thí nghiệm Vật liệu Dệt,Viện Dệt may Da giầy và Thời trang, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và phòngthí nghiệm Viện Dệt may Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn đến các Thầy, Cô và bạn bè đồng nghiệp khoaCông nghệ May - Trường Cao đẳng Công nghiệp - Dệt May TT Hà Nội đã tạo điềukiện giúp đỡ để em hoàn thành luận văn này

Cuối cùng em xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè cùng lớp những người đã chia

sẻ, gánh vác công việc, tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Đinh Thị Nhàn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy - TS.Đào Anh Tuấn Kết quả nghiên cứu của luận văn được chính tác giả thực hiện tạiphòng thí nghiệm Vật liệu Dệt - Viện Dệt may Da giầy và Thời trang, Trường Đạihọc Bách khoa Hà Nội và phòng thí nghiệm Viện Dệt may Hà Nội

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung của luận văn và đảm bảorằng không có sự sao chép từ các luận văn khác

Hà Nội, ngày 14 tháng 4 năm 2015 Tác giả

Đinh Thị Nhàn

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết

EDANA European Disposables And Nonwovens Association

INDA Association of the Nonwovens Fabrics Industry

SARS Severe Acute Respiratory Syndrome

I SO International Organization for Standardization

BS British Standard- Tiêu chuẩn Anh

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất vải không dệt 21

Hình 1.2: Sơ đồ máy trải trục 23

Hình 1.3: Sơ đồ trường chải 24

Hình 1.4: Sơ đồ tạo màng xơ bằng phương pháp khí động 25

Hình 1.5: Sơ đồ máy chải ly tâm 26

Hình 1.6: Sơ đồ phương pháp chải vuông góc 27

Hình 1.7 : Sơ đồ công nghệ máy HydroFormer một cấp 34

Hình 2.1: Máy kéo vạn năng Testometric 66

Hình 2.2: Cắt mẫu đo độ bền xé 67

Hình 2.3: Thiết bị xác định độ thoáng khí 68

Hình 3.1: Biểu đồ so sánh lượng nước còn đọng lại trên tay sau khi rửa tay 72

Hình 3.2: Biểu đồ so sánh độ dày của các mẫu khăn 72

Hình 3.3: Biểu đồ so sánh khối lượng (g/m2) của các mẫu khăn 73

Hình 3.4: Biểu đồ so sánh khối lượng ban đầu (g/m2) của các mẫu khăn 75

Hình 3.5: Biểu đồ so sánh khối lượng mẫu thấm nước 75

Hình 3.6: Biểu đồ so sánh độ thấm hút nước của các mẫu khăn A (%) 75

Hình 3.7: Đồ thị thể hiện độ bền kéo đứt dọc MK1 77

Hình 3.8: Đồ thị thể hiện độ bền kéo đứt ngang MK1 78

Hình 3.9: Đồ thị thể hiện độ bền kéo đứt dọc MK2 78

Hình 3.10: Đồ thị thể hiện độ bền kéo đứt ngang MK2 77

Hình 3.11 : Biểu đồ so sánh độ bền kéo đứt dọc của các mẫu khăn 79

Hình 3.12 : Biểu đồ so sánh độ bền kéo đứt ngang của các mẫu khăn 79

Hình 3.13: Đồ thị thể hiện độ bền xé dọc MK1 80

Hình 3.14: Đồ thị thể hiện độ bền xé ngang MK1 81

Hình 3.15: Đồ thị thể hiện độ bền xé dọc MK2 81

Hình 3.16: Đồ thị thể hiện độ bền xé ngang MK2 81

Hình 3.17: Biểu đồ so sánh độ bền xé dọc của các mẫu khăn 82

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 6

Hình 3.18: Biểu đồ so sánh độ bền xé ngang của các mẫu khăn 82 Hình 3.19: Biểu đồ so sánh độ thoáng khí của các mẫu khăn 83

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các loại vải sử dụng làm thí nghiệm 53

Bảng 2.2: Bảng ghi kết quả thí nghiệm cân khối lượng các mẫu khăn 59

Bảng 2.3: Bảng ghi kết quả thí nghiệm đo độ dày các mẫu khăn 61

Bảng 2.3: Bảng ghi kết quả thí nghiệm xác định độ thấm hút nước 62

Bảng 2.4: Bảng ghi kết quả thí nghiệm lượng nước còn lại trên tay sau khi rửa tay69 Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định lượng nước còn lại trên tay sau khi rửa tay71 Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm đo độ dày các mẫu khăn 72

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm cân khối lượng (g/m2) các mẫu khăn 73

Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm độ thấm hút nước các mẫu khăn 74

Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm độ bền kéo đứt các mẫu khăn 77

Bảng 3.6: Kết quả xác định độ bền xé của các mẫu khăn 80

Bảng 3.7: Kết quả thí nghiệm xác định độ thoáng khí của các mẫu khăn 83

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 8

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI CAM ĐOAN 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 7

MỤC LỤC 8

LỜI NÓI ĐẦU 11

Chương 1.TỔNG QUAN VỀ VẢI KHÔNG DỆT DÙNG TRONG LĨNH VỰC Y TẾ 13

1.1 Các khái niệm về vải không dệt [2], [3] 13

1.1.1 Định nghĩa của EDANA 13

1.1.2 Định nghĩa của INDA 13

1.2 Nguyên liệu sản xuất vải không dệt [2], [3] 13

1.2.1 Một số xơ sợi sử dụng sản xuất vải không dệt 13

1.2.2 Vật liệu liên kết [3] 18

1.3 Công nghệ sản xuất vải không dệt [1], [3] 20

1.3.1 Công nghệ trải khô [1], [3] 22

1.3.2 Công nghệ trải ướt [3] 33

1.4 Các xử lý hoàn tất sản phẩm không dệt [1] 35

1.4.1 Giặt 36

1.4.2 Tẩy 36

1.4.3 Nhuộm màu 36

1.4.4 In 37

1.4.5 Xử lý chống nhàu 37

1.4.6 Xử lý chống ẩm, chống mốc 38

1.4.7 Xử lý chống tác dụng của vi sinh vật 38

1.4.8 Xử lý hạn chế khả năng bắt cháy 39

1.4.9 Cán, Là 39

1.4.10 Tạo hạt, Tạo cát 39

1.5 Các tính chất của vải không dệt [1], [3] 40

1.5.1 Khối lượng vải 40

1.5.2 Độ dày vải 40

1.5.3 Độ bền và độ giãn đứt 41

1.5.4 Độ bền xé 41

1.5.5 Tính hút nước ( độ thấm nước) 41

1.5.6 Độ thoáng khí 41

1.6 Các ứng dụng của vải không dệt 42

1.6.1 Một số sản phẩm không dệt dùng trong lĩnh vực y tế [1] 43

1.6.2 Tìm hiểu về loại khăn lau tay bằng vải không dệt được sử dụng trong bệnh viện 46

Kết luận chương 1 52

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53

2.1 Mục đích nghiên cứu 53

2.2 Đối tượng nghiên cứu 53

2.3 Phương pháp nghiên cứu 54

2.3.1 Nghiên cứu tài liệu 54

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 55

2.3.3 Phương pháp đánh giá kết quả: 55

2.4 Nội dung nghiên cứu 55

2.4.1 Tiêu chí đánh giá khăn lau khô tay sử dụng trong bệnh viện 55

2.4.2 Các thí nghiệm thực hiện sử dụng các tiêu chuẩn cho vải không dệt 57

Kết luận chương 2 70

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 71

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 10

3.1 Kết quả thí nghiệm và bàn luận 71

3.1.1 Kết quả xác định lượng nước còn lại trên tay sau khi rửa tay 71

3.1.2 Kết quả đo độ dày (mm) 72

3.1.3 Kết quả cân khối lượng mẫu (g/m2) 73

3.1.4 Kết quả thí nghiệm độ thấm nước 74

3.1.5 Kết quả thí nghiệm độ bền kéo đứt 77

3.1.6 Kết quả thí nghiệm độ bền xé 80

3.1.7 Kết quả thí nghiệm độ thoáng khí 83

Kết luận chương 3 83

KẾT LUẬN CHUNG 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

LỜI NÓI ĐẦU

Bệnh viện là môi trường nhạy cảm, dễ lây nhiễm khuẩn vàlây nhiễm khuẩn chéo vì thế để đảm bảo tính diệt khuẩn và antoàn vệ sinh được các bệnh viện đặc biệt quan tâm

Việc phát hiện, ngăn ngừa và kiểm soát nhiễm khuẩn bệnhviện có tầm quan trọng hàng đầu vì các nhiễm khuẩn này làmbệnh nhân yếu hơn và thậm chí có thể đưa tới tử vong, kéo dàithời gian điều trị, tăng chi phí nằm viện

Các đường lây chuyền bệnh qua tiếp xúc trực tiếp bằng tay,tiếp xúc gián tiếp qua các dụng cụ, qua không khí, qua đườngtruyền máu, qua đường hô hấp

Các dịch vụ vệ sinh công nghiệp dành cho khu vực đặc biệtnày sẽ làm việc với tính chuyên nghiệp cao, cùng các loại bảo hộlao động, hóa chất chuyên ngành theo đúng tiêu chuẩn để đảmbảo an toàn vệ sinh

Theo nghiên cứu tại mỹ, Canada phương pháp vệ sinh bệnhviện mới thay cho qui trình vệ sinh bệnh viện truyền thống đang

áp dụng hiện nay là sử dụng khăn lau bề mặt sử dụng một lần chohầu hết các khoa điều trị nội trú tại bệnh viện, đặc biệt ưu tiên chocác khu chăm sóc đặc biệt nguy cơ cao [18]

Tại Việt Nam quy chế chống nhiễm khuẩn bệnh viện lần đầutiên được ban hành vào năm 1997 Một trong những giám sátnhiễm khuẩn bệnh viện đầu tiên năm 2001 được tiến hành trên

5396 bệnh nhân ở 11 bệnh viện đại diện toàn quốc trong đó có 6bệnh viện trung ương và 5 bệnh viện tỉnh Đã phát hiện 369 bệnhnhân chiếm 6,8% nhiễm khuẩn bệnh viện Năm 2005 bệnh việnBạch Mai giám sát tại 36 bệnh viện với 7541 bệnh nhân, kết quả

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 12

cho thấy tỉ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện là 7,8% Các nhiễm khuẩnbệnh viện thường gặp là: hô hấp 41,9%; vết mổ 27,5%; tiết niệu13,1%; tiêu hóa 10,3%; da và mô mềm 4,1%; nhiễm khuẩn huyết1,0%; nhiễm khuẩn khác 2,0% [17].

Tại một số bệnh viện ở Hà Nội như Bạch Mai, Việt Đức, ThanhNhàn, lao và bệnh phổi tỉ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện hằng năm từ3-7%, với 3 loại chính: nhiễm trùng hô hấp, vết mổ và tiết niệu.Năm 2003 khi xảy ra dịch SARS tại Việt Nam, có 37 nhân viên y tế

đã nhiễm bệnh Dịch cúm A (H1N1) làm cho hàng chục nhân viên y

tế nhiễm bệnh trong bệnh viện.[17]

Để làm giảm nguy cơ trên tổ chức y tế thế giới khuyến cáorửa tay là biện pháp rẻ tiền và hiệu quả nhất đề phòng nhiễmkhuẩn bệnh viện, cần tăng cường tuyên truyền tầm quan trọngcủa vệ sinh bàn tay cho mọi người trong bệnh viện, trước hết lànhân viên y tế Cung cấp đầy đủ phương tiện rửa tay cho nhânviên y tế xà phòng, cồn sát khuẩn tay, khăn lau tay sử dụng mộtlần bằng vải không dệt.[17]

Nhận thức được tầm quan trọng của khăn lau tay sử dụngmột lần bằng vải không dệt và cũng nhận thấy rằng hiện nay trongcác bệnh viện việc sử dụng khăn lau nói chung và khăn lau taybằng vải không dệt nói riêng đang được sử dụng phổ biến Tuynhiên việc kiểm soát chất lượng của các loại khăn này chưa được

tốt Chính vì vậy luận văn chọn đề tài “ Nghiên cứu một số tính

chất của vải không dệt dùng trong lĩnh vực y tế” với mong

muốn đưa ra được những tính chất quan trọng của khăn lau tay sửdụng một lần bằng vải không dệt dùng trong bệnh viện

Để đạt được mục tiêu trên luận văn cần phải thực hiện theo cácbước sau:

- Xác định các chỉ tiêu, tính chất của vải không dệt chức năngkhăn lau tay sử dụng trong lĩnh vực y tế

1.1 Các khái niệm về vải không dệt [2], [3]

Trong ngành công nghiệp dệt, cùng với các kỹ thuật tạo rasản phẩm (vải) bằng cách sử dụng các loại máy dệt, người ta cònphát triển công nghệ tạo ra vải mà không cần dùng đến các loạimáy dệt và được gọi là vải không dệt Vải không dệt được cấuthành từ sự liên kết các màng xơ bao gồm các xơ cơ bản (xơ ngắnhay filament) được liên kết với nhau Để liên kết các màng xơ, đệm

xơ có thể dùng các phương pháp liên kết hóa học hoặc liên kết cơhọc, liên kết nhiệt học Sản phẩm không dệt được tạo ra ngay saukhi liên kết tạo bền, nhiều loại có thể sử dụng ngay không cần xử

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 14

lý thêm Các định nghĩa về vải không dệt được qui định bởi một sốhiệp hội vải không dệt quốc tế.

1.1.1 Định nghĩa của Hiệp hội vải không dệt châu âu (EDANA)

Vải không dệt là các sản phẩm dạng tấm được tạo nên từ cácmàng xơ trong đó xơ được xắp xếp định hướng hay một cách ngẫunhiên và được liên kết với nhau bằng ma sát hay kết dính

1.1.2 Định nghĩa của Hiệp hội công nghiệp vải không dệt Bắc Mỹ (INDA)

Vải không dệt là các sản phẩm dạng tấm xơ hoặc sợi đượcliên kết với nhau bằng các phương pháp liên kết cơ học, nhiệt họchay hóa học

1.2 Nguyên liệu sản xuất vải không dệt [2], [3]

1.2.1 Một số xơ sợi sử dụng sản xuất vải không dệt

Nguyên liệu được sử dụng để sản xuất ra vải không dệt rấtphong phú và đa dạng từ các xơ thiên nhiên cho đến các loại xơhóa học với các độ mảnh khác nhau; từ các xơ ngắn không sửdụng trong kéo sợi cho đến các xơ dài chất lượng cao, từ xơ ngắnthành kiện cho đến polyme ở dạng dung dịch được ép đùn tạothành filament

Việc lựa chọn nguyên liệu ban đầu phụ thuộc vào mục đích,yêu cầu sử dụng và công nghệ sản xuất Nguyên liệu hiện nay vẫnđược ngành công nghiệp không dệt tập trung sử dụng trong lĩnhvực y tế đó là các loại xơ như:

- Xơ nguồn gốc thực vật: Bông, đay

- Xơ hóa học gốc polyme tự nhiên: Rayon

- Xơ hóa học gốc polyme tổng hợp : Xơ polyeste, polyolefin, polyamit

- Xơ hiệu năng cao

b Xơ hóa học gốc polyme tự nhiên [3]

- Xơ visco

Là loại xơ nhân tạo có nguồn gốc xenlulo, xơ visco tương đối

rẻ và được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp không dệt

Tính chất: Xơ có độ mảnh, độ bền ướt tương đối, khả năng

hấp thụ nước, mô đun ướt của xơ visco ảnh hưởng trực tiếp hoặcgián tiếp đến công nghệ sản xuất và việc sử dụng vải không dệt từloại xơ này Độ mảnh của vải không dệt quyết định một số tínhchất của vải không dệt như:

- Sự phân bố xơ trong quá trình hình thành đệm xơ: nếu khốilượng xơ trên đơn vị diện tích không đổi, xơ càng mảnh thì diệntích che phủ càng lớn

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 16

- Diện tích bề mặt xơ trong đệm xơ hoặc trong vải không dệt:liên quan đến sự liên kết xơ, khả năng sử dụng vải không dệt liênquan đến trọn khối lượng xơ.

- Độ cứng của vải không dệt xơ visco: phụ thuộc nhiều vàokhối lượng xơ và kiểu liên kết xơ, ngoài ra còn phụ thuộc vào độmảnh xơ Xơ độ mảnh từ 1,0 – 5,0 dtex, đặc biệt xơ 1,7 – 3,3 dtexthường được sử dụng nhiều Xơ có độ mảnh cao hơn hoặc thấp hơn

sử dụng cho mục đích đặc biệt

- Xơ có độ bền kéo khô 2,7 – 7,5cN/tex, độ giãn đứt khô 16 –30%, độ bền kéo ướt tương đối 60 – 65%, khả năng giữ nước 90 –115%

Ứng dụng: Xơ visco được sử dụng để sản xuất các đồ dùng

trong sinh hoạt như ga trải gường, màn, rèm, trang trí nội thất vàmột số lĩnh vực chuyên dùng khác như trong phẫu thuật y tế, một

số sản phẩm công nghiệp và các sản phẩm vệ sinh dành cho phụnữ

c Xơ hóa học gốc polyme tổng hợp [2]

- Polyporopylen (PP)

Xơ polyporopylen (PP) là sản phẩm cao phân tử được tổnghợp từ quá trình polyme hóa khí propylen và etylen Quá trìnhpolyme hóa được thực hiện ở áp suất cao hay thấp với những chấtxúc tác đặc biệt và xơ được kéo bằng phương pháp nóng chảy.Nhưng trong công nghiệp không dệt xơ được tạo thành từ cácmàng chảy mỏng sau đó các màng xơ này được phân chia thànhcác băng nhỏ Xơ polypropylen là loại xơ olefin được sử dụng rộngrãi nhất để sản xuất vải không dệt

Tính chất: Xơ có độ bền đứt khá cao cả trong môi trường khô

và môi trường ướt Bền với các tác nhân hóa học, mồ hôi, côntrùng, nấm mốc Xơ có độ hút ẩm thấp, dễ giặt và sấy khô, dễ tạo

dạng và dễ liên kết bằng nhiệt Polypropylen chất lượng cao cócường lực và mô đun đàn hồi lớn được xử lý với bội số kéo dài lớn,

ép đùn ở trạng thái dẻo và tạo tinh thể ở bề mặt Xơ polypropylen

có nhiệt độ nóng chảy thấp Khó nhuộm ngoại trừ sau khi được xử

lý Hiện nay trong công nghiệp không dệt, xơ polypropylen chiếmvai trò rất quan trọng nó được dùng làm các sản phẩm có tính hấpthụ cao như: Chất độn, nhồi, đồ trang trí trong nhà và xe hơi, đồlọc Các sản phẩm không dệt dưới dạng tấm nhiều lớp có sử dụngthành phần xơ polypropylen

Tính chất: Polyeste có độ bền đứt và mô đun đàn hồi cao, độ

co thấp ổn định dưới tác dụng của nhiệt polyeste bền màu, chốngnhàu, giữ nếp sau khi xử lý nhiệt và dễ giặt Polyeste bền với cácchất axit, các tác nhân oxi hóa nhưng nhạy cảm với môi trườngkiềm Polyeste là chất kị nước, trong điều kiện chuẩn polyeste có

độ hồi ẩm rất thấp Tính chất của polyeste phụ thuộc vào phươngpháp sản xuất sự thoái hóa dưới tác dụng nhiệt Polyeste rất khónhuộm màu bằng các phương pháp truyền thống

Ứng dụng: Polyeste được dùng nhiều trong may mặc và

trong kĩ thuật Trong lĩnh vực không dệt chúng được dùng làm chấtcách ly (nhiệt - âm) dùng làm chất liên kết, vải nông nghiệp, thảm,vải bọc ghế xe hơi, các loại sản phẩm composite

- Polyamit (nylon)

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 18

Nguyên liệu để sản xuất chúng được chiết xuất từ dầu mỏ haythan đá.

Tính chất: xơ nylon được sản xuất bằng phương pháp nóng

chảy thành dạng filament hoặc xơ ngắn

Xơ nylon thuộc loại polyme với những tính chất tuyệt vời Xơ

có độ bền nhiệt cao, dai ở nhiệt độ thấp, bền ma sát, bền hoá họccao Những đặc tính này giúp nylon trở nên thông dụng trên thịtrường xơ hóa học Nylon là chất nhiệt dẻo quan trọng được sửdụng riêng rẽ hay trộn với các loại xơ khác trong đó vai trò củanylon là nâng cao tính mài mòn và giảm hệ số ma sát của vật liệu.Nylon dễ giặt, mau khô, không nhăn và giữ nếp tốt

Ứng dụng: Được sử dụng làm thảm vì nylon bền với ma sát.

Do giá thành vật liệu tương đối cao nên nylon được sử dụng hạnchế trong lĩnh vực không dệt Xơ nylon được pha trộn trong một sốtrường hợp để tận dụng độ bền xé và ma sát của chúng

- Xơ polyvinyl alcohol (PVA) [3]

Xơ polyvinyl alcohol (PVA) thường được sử dụng ở dạng xơstapen, xơ được dùng trong sản xuất vải không dệt theo phươngpháp ướt và cũng được dùng như là vật liệu liên kết

Xơ PVA có thể nhận được từ phương pháp kéo sợi ướt vàphương pháp kéo sợi khô Kéo sợi ướt sản xuất xơ dưới dạngstapen, kéo sợi khô sản xuất xơ philamăng Sau kéo sợi xơ được xử

lý nhiệt nhằm tăng độ ổn định kích thước và cải thiện tính chất cơlý

Phân tử PVA có nhiều nhóm chức hydroxyl nên tính chất hóacủa nó giống với xơ xenlulo ở nhiều khía cạnh Tính hút ẩm của xơPVA tốt nhất trong số các xơ tổng hợp, trộn với xơ bông tỉ lệ 50/50cho độ bền sợi tăng 60% và có độ bền mài mòn tăng gấp 5 lần sovới xơ bông thuần túy Xơ PVA chịu nhiệt tốt, bền với hóa chất và

bền dưới tác động của môi trường Xơ PVA khó nhuộm màu, độ đànhồi thấp, chịu nước nóng kém, bị co và biến dạng trong môi trườngướt Xơ PVA là xơ hóa học duy nhất có nguồn gốc polyme tổnghợp có thể hòa tan trong nước.

d Xơ hiệu năng cao [3]

- Xơ thủy tinh

Xơ thủy tinh là loại xơ mới được sử dụng để sản xuất vảikhông dệt Thủy tinh là loại vật liệu vô cơ không định hướng vàkhông có dạng tinh thể Thành phần cơ bản của xơ thuỷ tinh baogồm các chất sau: dioxide silicon, oxit canxi, oxit nhom, oxti bor vàmột số oxit kim loại khác

Thông thường xơ thủy tinh được sản xuất dưới dạng tiết diệnhình trụ tròn, ngoài ra cũng có một số dạng tiết diện hình tamgiác, hình vuông, hình lục giác Xơ có độ bền cơ lý cao và độ dẫnnhiệt thấp Trong công nghiệp thường sử dụng xơ có đường kính 8– 10 µm (khoảng 1,2 – 2,8 dtex) Công nghệ sản xuất xơ thủy tinh

là kéo sợi từ dung dịch nóng chảy:

- Kéo sợi từ dung dịch nóng chảy qua khuôn

- Kéo sợi từ những phôi thủy tinh được sấy nóng

- Nhận được sợi ngắn từ các tia dung dịch nóng chảy bằngcách thổi không khí, hơi, ga

- Xơ cacbon

Xơ cacbon được biết đến với ưu điểm nhẹ, chịu được nhiệt độcao đến vài nghìn độ trong môi trường trơ, hệ số ma sát và giãn nởnhiệt thấp, rất bền vững với nhiều loại khí hậu và các phản ứnghóa học, có những tính chất điện vật lý đa dạng đặc biệt có độcứng rất cao

Xơ cacbon chủ yếu được chế tạo từ ba nguồn nguyên liệuchính: polyacrilonitril (PAN), hắc ín dầu mỏ, than đá và từ

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 20

hydraxenlulô Thành phần chính của xơ chứa N vòng thơm Quátrình hình thành xơ cacbon qua ba giai đoạn:

+ Oxy hóa ở nhiệt độ 200 – 3000C

+ Cacbon hóa ở nhiệt độ 10000C và có thể ở 15000C

+ Graphit hóa ở nhiệt độ 1500 – 30000C tùy theo từng loại xơcacbon

- Xơ aramit

Xơ aramit bao gồm hai loại có cơ tính cao:

- Meta-aramit có khả năng chịu nhệt cao, độ bền trung bình

và mô đun đàn hồi thấp, điểm nóng chảy khoảng 600 - 8000C Loại

xơ này được sử dụng để sản xuất các vật liệu có khả năng chịunhiệt độ cao và cách điện tốt Loại xơ này có tên thương mại làNomex hoặc Conex

- Para-aramit với tên gọi là Klevlar Xơ có độ bền và mô đunđàn hồi cao

1.2.2 Vật liệu liên kết [3]

Vải không dệt được tạo ra do sự liên kết các xơ hoặc sợi vớinhau bằng các liên kết cơ học, liên kết nhiệt học hoặc liên kết hóahọc

Phương pháp liên kết xơ sợi trong đệm xơ quyết định nhiềuđến các tính chất cơ lý của vải không dệt Đối với vải không dệtcác xơ liên kết với nhau bằng liên kết cơ học là nhờ tác dụng của

hệ thống kim xuyên chuyển động qua lại các xơ hoặc sợi liên kếtchặt chẽ với nhau tạo thành vải Đối với vải không dệt được thựchiện bằng liên kết hóa học, các chất liên kết chính là một thànhphần của vải không dệt và thường quyết định nhiều đến các tínhchất cơ lý của sản phẩm

Sử dụng các chất liên kết là một trong những phương pháp

cơ bản để thực hiện liên kết các lớp xơ với nhau trong công nghiệp

sản xuất vải không dệt Các chất liên kết thường là polyme tựnhiên hoặc polyme tổng hợp Việc sử dụng chất liên kết và lựachọn phương pháp liên kết căn cứ vào nguyên liệu và công nghệsản xuất vải, nó ảnh hưởng quyết định đến các đặc trưng cơ bản

và tính chất sử dụng của vải không dệt

Vật liệu liên kết được chia thành hai nhóm chính: Vật liệu liênkết dạng nhũ tương và vật liệu liên kết dạng xơ Ngoài ra người tacòn sử dụng vật liệu liên kết dạng dung dịch, dạng hạt mịn như:polyamit, polyeste

Vật liệu liên kết dạng nhũ tương và vật liệu liên kết dạng xơ

có sự khác nhau đáng kể: Sử dụng xơ liên kết sẽ tạo ra liên kết các

xơ trong vải không dệt với nhau ở dạng điểm, do vậy vải không dệt

có tính mềm mại, đàn hồi tốt nhưng độ bền thấp hơn vật liệu liênkết dạng nhũ tương

Ngày nay xơ liên kết chiếm một thị phần lớn và rất phù hợpcho sản xuất vải không dệt dùng trong lĩnh vực y tế do liên kếtdạng nhũ tương có nhiều nhược điểm

* Giới thiệu về vật liệu liên kết dạng xơ

- Xơ liên kết

Sử dụng xơ liên kết là một phương pháp thân thiện với môitrường và thuận tiện nhất để tạo thành cấu trúc vải không dệt Xơliên kết tạo thành các mối liên kết giữa các xơ với nhau trong vảikhông dệt

Xơ liên kết là xơ có thể liên kết chặt chẽ với các xơ khác hoặcliên kết cùng loại xơ với nhau Xơ liên kết thường bao gồm : Xơmột thành phần đồng nhất và xơ hai thành phần Xơ liên kết đượcchia làm ba nhóm:

- Xơ liên kết hòa tan được như xơ polyvinylalcohol (PVA)

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 22

- Xơ liên kết nóng chảy như copolyamit, xơ hai thành phầngồm lớp xơ lõi và lớp xơ bọc ngoài có nhiệt độ nóng chảy thấp hơnlớp xơ lõi, xơ nhiệt dẻo có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn xơ nềntrong vải không dệt Liên kết được thực hiện khi gia nhiệt đếnnhiệt độ xơ nóng chảy, khi đó xơ chuyển sang trạng thái chảymềm bám dính vào bề mặt xơ nền, sau quá trình làm nguội sẽ liênkết các xơ nền với nhau.

- Xơ dính kết: Thuộc nhóm xơ này là xơ polyeste nhiệt dẻo,khi gia nhiệt đến nhiệt độ thủy tinh khoảng 800C xơ bị chảy mềm

và bề mặt có tính dính Khi xơ tiếp xúc với các xơ nền hoặc bị épchặt với xơ nền, sau đó gia nhiệt đến độ chảy mềm thì sẽ hìnhthành liên kết giữa các loại xơ với nhau

Chức năng của xơ liên kết dựa trên khả năng hóa lỏng xơ bởidung môi hoặc gia nhiệt Các xơ cần liên kết với nhau được baophủ polyme dạng dung dịch và bám chặt với nhau sau khi làmsạch hoặc sấy khô Sự phân bố chất liên kết trong đệm xơ, độ nhớtcủa chất liên kết, tính thấm ướt và độ bền cơ học của polyme liênkết ảnh hưởng đến độ bền liên kết trong đệm xơ và tính chất cơ lýcủa vải không dệt

1.3 Công nghệ sản xuất vải không dệt [1], [3]

Sản phẩm không dệt được sản suất theo nhiều phương phápkhác nhau, kỹ thuật sản xuất cũng rất đa dạng và phong phú Cóthể phân loại thành ba nhóm như sau:

- Phương pháp khô: Sản xuất sản phẩm không dệt theophương pháp khô được thực hiện theo kỹ thuật của ngành dệt

- Phương pháp ướt: Sản xuất sản phẩm không dệt theophương pháp ướt được thực hiện theo ứng dụng kỹ thuật sản xuấtgiấy

- Phương pháp kéo sợi trực tiếp: Sản phẩm không dệt đượctạo ra trực tiếp từ các tơ filamăng, cũng theo công nghệ của ngànhdệt.

Trong các phương pháp trên thì phương pháp khô được sửdụng phổ biến nhất phương pháp này bao gồm hai công đoạnchính đó là tạo đệm xơ và liên kết đệm xơ Ngoài ra một số sảnphẩm đòi hỏi phải có công đoạn xử lý hoàn tất và gia công bổxung Các sản phẩm không dệt được sản xuất theo phương phápkhô có công đoạn tạo đệm xơ có thể giống nhau nhưng khác nhauchủ yếu ở kỹ thuật liên kết Căn cứ vào sự khác nhau của phươngpháp liên kết người ta đã phân biệt sản phẩm không dệt sản xuấttheo phương pháp khô thành ba loại:

- Sản phẩm không dệt liên kết hóa học

- Sản phẩm không dệt liên kết cơ học

- Sản phẩm không dệt liên kết nhiệt học

Đối với các sản phẩm dùng trong lĩnh vực y tế hay sử dụngphương pháp liên kết cơ học và liên kết nhiệt học Còn liên kếthóa học do không đảm bảo tính vệ sinh có khả năng gây độc hại

do dùng chất liên kết màng xơ, đệm xơ bằng hóa học nên ít đượcdùng

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015

Xếp lớp trực tiếp Kéo sợi Hạt polyme

Phương pháp khô

Hoàn tất nhuộm, in, cán tráng

Liên kết cơ học, nhiệt học, hóa học Đệm xơ

Phương pháp ướt

Phương pháp kéo sợi trực tiếp

Đệm xơ

Xơ thiên nhiên

Xơ hóa học Xơ

vô cơ

Công nghệ khí nén

Xé trộn

Công nghệ trải xơ

Vải không dệt

Hoàn tất nhuộm, in, cán tráng

Liên kết cơ học, nhiệt học, hóa học

Đệm xơ

Công nghệ sản xuất giấy

Liên kết cơ học, nhiệt học, hóa học

Hoàn tất nhuộm, in, cán tráng

Vải không dệt

Trộn xơ

Xơ ngắn, xenlulo, hóa học

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất vải không dệt

1.3.1 Công nghệ trải khô [1], [3]

* Qui trình công nghệ:

Tạo màng xơ, đệm xơ Liên kết đệm xơ Xử lýhoàn tất

1.3.1.1 Giai đoạn tạo màng xơ, đệm xơ

Để nhận được màng xơ có độ đều tốt thì vật liệu xơ cần được

xử lý tốt Nguyên liệu đưa vào ở dạng kiện qua công đoạn đầu tiên

xơ Với khối lượng xơ lớn thì quá trình xé trộn được thực hiện trêndây chuyền xé trộn tự động.

Quá trình xé trộn nhằm tạo ra một hỗn hợp xơ có sự đồngđều về các đặc tính hình học (chiều dài xơ, độ mảnh) hay có thểtrộn các thành phần xơ khác nhau

Sau khi xơ đã được trộn đều thì dùng máy chải để phân trải

xơ, tạo ra những màng xơ được định hướng hoặc song song, hoặcxếp chéo, hoặc ngẫu nhiên

Quá trình hình thành đệm xơ gồm hai giai đoạn: Hình thànhmàng xơ và xếp các màng xơ tạo đệm xơ

a Tạo màng bằng phương pháp cơ học

Quá trình hình thành màng xơ thường được thực hiện bởi cácmáy chải trục Mục đích chính của máy chải là phân tách xơ thànhnhững xơ riêng biệt, chải chúng song song nhau và cung cấp màng

xơ cho công đoạn kế tiếp

Nguyên lý của máy chải trục như sau:

Xơ từ một phên hay một phễu được đưa vào hòm cấp mang

xơ (1) sau đó chúng được mang vào thùng lớn (5) qua hệ thốngtrục bàn dẫn (2) trục đưa (3) và trục gai (4) Trường kim của bềmặt công tác của thùng lớn và trục chải nghiêng theo hai hướngngược nhau và di chuyển với vận tốc khác nhau Tại các trườngchải quá trình chải xơ xảy ra giữa trục chải (2) và thùng lớn (3) nhưsau: chùm xơ được giữ trên một mặt công tác trong khi đó mặtcông tác còn lại thực hiện việc trải và phân tách chùm xơ thành xơ

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 26

đơn Sau đó trục bóc (1) sẽ đặt xơ trở lại trên bề mặt thùng lớn vàtạo nên một màng xơ liên kết nhau trên bề mặt thùng lớn Lớpmàng xơ này được chuyển qua thùng con (8) và được tách đưa rangoài nhờ một hộp bóc màng xơ (9).

Hiệu lực của máy chải được quyết định bởi số các trường chảiđược bố trí trên bề mặt thùng lớn Số trường chải càng nhiều thìhiệu lực chải càng lớn Năng suất máy chải phụ thuộc vào tốc độbóc màng xơ Máy chải có thể tạo ra các màng xơ có các chỉ sốkhác nhau Các máy chải hiện nay có thể tạo ra các màng xơ cókhối lượng diện tích 7 – 8 g/m2 cho đến 100 g/m2

Hình 1.2: Sơ đồ máy chải trục

Hình 1.3: Sơ đồ trường chải

1 Trục bóc 4 Điểm trao xơ

Ưu điểm: Tính đẳng hướng của màng xơ được cải thiện rõ rệt

ngay cả khi sử dụng nhiều loại xơ khác nhau từ các loại xơ thiênnhiên cho đến xơ hóa học có thể sản xuất màng xơ có kích thướclớn

Nhược điểm: Độ tở xơ cao Cấu trúc của màng xơ thay đổi

theo bề rộng của lớp xơ do các dòng khí không đồng đều khi ở vịtrí gần thành ống khí Hơn thế nữa xơ có thể bị rối bên trong dòngkhí

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 28

Hình 1.4: Sơ đồ tạo màng xơ bằng phương pháp khí động

1 Thùng tụ xơ 2 Trục gai 3 Thùng tụ xơ ngẫu nhiên

4 Quạt 5 Màng xơ 6 Băng tải

c Tạo màng xơ bằng phương pháp kết hợp

Phương pháp kết hợp giữa khí động và cơ học đã được pháttriển nhằm tạo ra những màng xơ tương đối đẳng hướng có độ đềucao Một số phương pháp kết hợp sẽ được trình bày khái quát sauđây:

+ Phương pháp ly tâm ngẫu nhiên

Màng xơ được hình thành từ các lớp xơ tách ra từ bề mặtthùng lớn (4) và được tích tụ lên mặt thùng (1) do lực ly tâm củathùng lớn và các luồng khí động khác được tạo ra bên trong cáckhe giữa các bề mặt công tác Sơ đồ máy chải ly tâm mô tảnguyên tắc khí động trên máy ly tâm ngẫu nhiên Do sự kết hợpcủa lực ly tâm và lực khí động trong quá trình chải xơ, sự địnhhướng của xơ trong màng xơ trên bề mặt thùng (1) và chuyển đếncác hệ thống trục bóc (3) và mang ra ngoài

Hình 1.5: Sơ đồ máy chải ly tâm

1 Thùng tụ màng xơ 2 Trục con 3 Trục bóc 4 Thùng lớn

1.3.1.1.2 Tạo đệm xơ [1]

Đệm xơ được hình thành từ các màng xơ được xếp chồng lênnhau từ công đoạn hình thành màng xơ Việc sắp xếp các màng xơtạo đệm xơ được thực hiện theo một số phương pháp khác nhaunhằm đạt được khối lượng diện tích, kích thước và cấu trúc vảinhư mong muốn Sau công đoạn này sản phẩm vải cũng đạt được

sự đồng đều về các độ bền cơ học việc đưa các lớp gia cường vàotrong sản phẩm vải không dệt nhằm tạo được các mục đích sửdụng khác nhau (vải địa chất, vải composite) cũng được thực hiệntại công đoạn này Dưới đây là một số phương pháp sắp xếp màngxơ

a Phương pháp chải dọc

Màng xơ được tạo thành từ một số máy chải trục được xắpxếp chồng lên nhau theo phương di chuyển trên băng tải và sau đóchúng được liên kết lại với nhau Vì đệm xơ được sắp xếp theo mộthướng duy nhất của các màng xơ nên vải có đặc tính dị hướng

b Phương pháp chải chéo

Màng xơ được chuyển động theo hai phương dọc và ngang do

đó chúng được chéo lên nhau Tùy theo nguyên lý được áp dụng

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 30

để thực hiện chuyển động ngang của màng xơ, có hai loại thiết bịchải chéo thường sử dụng:

- Chải chéo theo phương thẳng đứng

- Chải chéo theo phương ngang

c Phương pháp chải vuông góc

Thiết bị trải vuông góc dùng nguyên lý dao động hoặc quay:Với phương pháp chải vuông góc dùng nguyên lý dao động,lược (2) dao động lên xuống như một dao chém và kéo màng xơ vềphía băng tải (3) Lớp màng xơ (4) được hình thành và được cầndao động (5) đẩy lên phía trước tạo nên đệm xơ di chuyển giữa tải(3) và vỉ lưới (4) Băng tải cùng lớp di chuyển qua một buồng gianhiệt, tại đó màng xơ được liên kết thông qua các xơ nhiệt dẻođược dùng làm nguyên liệu hay được trộn trong hỗn hợp xơnguyên liệu

Phương pháp chải vuông góc bằng nguyên lý quay sử dụng một trục công tác (7) mang răng (5) để tạo nên đường gấp nếp màng xơ giữa băng tải (3) và vỉ lưới(4)

Do đa số xơ được xếp theo hướng vuông góc với bề mặt diệntích vải nên sức bền nén của vải sử dụng phương pháp chải nàycao, có đặc tính phục hồi tốt sau khi dỡ bỏ tải và cách nhiệt tốt Kỹthuật này thường sử dụng làm vải nệm, mềm, vải cách nhiệt, túingủ…

Hình 1.6: Sơ đồ phương pháp chải vuông góc

a) 1 Xơ; 2 Lược; 3 Băng tải; 4 Màng xơ gấp; 5 Cần đẩy màng xơ

gấp; 6 Vỉ lưới 7 Trục dẫn mang xơ gấp; 8 Máng dẫn xơ

b) 1 Xơ; 2 Răng xoắn; 3 Băng tải; 4 Màng xơ gấp; 5 Máng cong

dẫn xơ; 6 Vỉ lưới; 7 Trục dẫn mang xơ gấp

1.3.1.2 Liên kết đệm xơ [3]

Liên kết đệm xơ là một công đoạn quan trọng nhất của côngnghệ sản xuất vải không dệt đó là một công đoạn có công nghệphức tạp được thể hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau vàthực tế cho thấy phương pháp nào cũng có giá trị Trong quá trìnhsản xuất, các nhà sản xuất đều có các bí quyết thành công riêng.Trong thực tế, phương pháp liên kết hóa học có nhiều hiệu quả liênkết tốt hơn mặt hàng đa dạng, phong phú hơn và đang được ápdụng rộng rãi

Liên kết hóa học có thể được thực hiện bằng một trong những phương pháp sau:

- Liên kết liên tục (liên kết toàn phần)

- Liên kết gián đoạn

- Liên kết bằng chất rắn nhiệt dẻo

- Liên kết bởi tự đính

- Liên kết bởi sợi tẩm chất kết dính có cán ép nguội

Tuy nhiên phương pháp này còn tồn tại nhiều nhược điểm khókhắc phục như:

- Một số sản phẩm có giá trị thẩm mỹ và giá trị sử dụngkhông cao, chưa phù hợp với yêu cầu sử dụng nhất là trong lĩnhvực y tế

- Môi trường làm việc của một số khu vực độc hại

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 32

- Quá trình liên kết làm thay đổi phần nào đặc tính của màngxơ.

Phương pháp liên kết cơ học không có những nhược điểm nhưtrên và cho sản phẩm ngoại quan gần giống với sản phẩm dệt.Nhưng do nguyên liệu khác nhau nên đối với mỗi loại nguyên liệuđòi hỏi phải có các thông số công nghệ riêng, nên quá trình sảnxuất không linh hoạt Do đó phương pháp này ít phổ biến hơn vàsản phẩm không đa dạng, phong phú như sản phẩm liên kết hóahọc

Phương pháp liên kết nhiệt học được sử dụng nhiều do có một số

ưu điểm sau:

- Sản phẩm vải không dệt tương đối mềm mại và giống vớisản phẩm dệt truyền thống

- Hiệu quả kinh tế cao hơn so với liên kết bằng hóa học

- Có thể tạo ra sản phẩm với kích thước và khối lượng lớn

- Có thể sử dụng lại được 100% phế phẩm

- Công nghệ sản xuất thân thiện môi trường

1.3.1.2.1 Sản phẩm không dệt liên kết cơ học [3]

Liên kết cơ học là phương pháp không sử dụng các loại hóachất, mà dùng kỹ thuật cơ học tác động để liên kết tạo bền chođệm xơ

Sản xuất sản phẩm không dệt bằng phương pháp liên kết cơhọc cũng gồm hai quá trình chính: Hình thành màng xơ, đệm xơ vàliên kết đệm xơ Công việc hình thành màng xơ, đệm xơ giống nhưtạo màng xơ, đệm xơ để liên kết hóa học Nhưng công đoạn liênkết tạo bền tạo dáng cho đệm xơ hoàn toàn khác

Hai kỹ thuật được sử dụng để liên kết đó là:

+ Phương pháp xuyên kim

+Phương pháp khâu đan

a Phương pháp xuyên kim

Nguyên lý liên kết xuyên kim dựa trên việc sắp xếp địnhhướng lại một phần xơ đang nằm theo phương ngang trong các lớpđệm xơ chuyển sang nằm theo phương thẳng đứng vuông góc với

bề mặt đệm xơ nhờ tác dụng của các kim xuyên có ngạnh

Xuyên kim là quá trình tác động của kim chuyển động qua lạitịnh tiến làm cho các đầu xơ lớp bên ngoài xuyên vào lớp xơ bêntrong đệm xơ và ngược lại nhờ các ngạnh của kim Kim chuyểnđộng khứ hồi lên xuống thẳng đứng theo chiều vuông góc với đệm

xơ, xuyên qua đệm xơ theo một tần xuất nhất định

Khi kim xuyên vào đệm xơ, các ngạnh của kim kéo theo mộtphần xơ di chuyển Một xơ có thể bị đẩy xuống, kéo lên bằng mộthoặc nhiều kim khác nhau để ép chặt đệm xơ và liên kết chặt chẽcác xơ với nhau

Trong quá trình xuyên kim, đệm xơ sẽ di chuyển tương ứngvới tần số và thời điểm kim xuyên Đệm xơ được khống chế dichuyển trong máy bằng hai bản thép đục lỗ, bản thép dưới có tácdụng đỡ đệm xơ di chuyển, bản thép trên có chức năng giữ ổn địnhđệm xơ và bóc dỡ xơ ra khỏi kim Bề dày đệm xơ giảm dần trongquá trình xuyên kim, do vậy để khống chế sự di chuyển ổn địnhcủa đệm xơ, khe hở giữa hai bản thép trên và dưới giảm dần theochiều di chuyển đệm xơ Với các loại xơ khác nhau, cũng như khisản xuất sản phẩm không dệt với tính chất khác nhau phải lựachọn kiểu kim cho phù hợp

b Phương pháp khâu đan

Nguyên lý: Nguyên lý chung của kỹ thuật khâu đan có đặc

điểm giống kỹ thuật xuyên kim là sử dụng kim để thực hiện liênkết đệm xơ Tuy nhiên, đặc điểm cơ bản của liên kết khâu đan là

sử dụng sợi cấp từ bên ngoài hoặc xơ sợi bên trong đệm xơ tạothành các vòng sợi liên kết với nhau để thực hiện liên kết đệm xơ.Thiết bị khâu đan vải không dệt cơ bản tương tự như thiết bị dệt

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 34

kim, kim khâu đan mang sợi và tạo đường khâu trên vải không dệtvới các dạng khác nhau như nguyên lý đan sợi trong công nghệdệt kim đan ngang và dệt kim đan dọc.

c Liên kết tia nước cao áp

Nguyên lý: Đệm xơ di chuyển trên mặt tang trống đục lỗ

đến vị trí miệng vòi phun, tia nước cao áp chuyển động với vận tốclớn va đập mạnh vào bề mặt lớp đệm xơ, khi đó tại khu vực đệm

xơ tiếp xúc với tia nước xảy ra hiện tượng nước “tràn gập’’ trongđệm xơ và tạo thành dòng chảy rối vận tốc lớn Động năng củadòng chảy rối làm cho các đầu xơ chuyển động hỗn loạn câu mócvào các xơ bên cạnh tạo ra sự liên kết cơ học giữa các xơ với nhau.Năng lượng tia nước bị triệt tiêu qua các lỗ trên bề mặt tang trống

và nước được thoát ra ngoài qua các khe ở phía trong tang trống

Vải không dệt liên kết bằng tia nước cao áp có một số tínhchất sau:

- Quá trình sản xuất vải không có các nhân hóa học , các tạpchất ngoại lai nên vải được sử dụng cho các sản phẩm y tế và vệsinh

- Vải mềm mại, có tính rủ và tính thẩm thấu tốt

Xơ nguyên liệu ảnh hưởng đến tính chất vải bởi các thông số:chiều dài xơ, độ mảnh xơ, độ xoắn xơ, độ bền kéo giãn, độ bền masát

Các loại xơ nguồn gốc xenlulo và xơ polyeste phù hợp với liênkết bằng tia nước cao áp

1.3.1.2.2 Sản phẩm không dệt liên kết nhiệt học [3]

Dạng liên kết này sử dụng nhiệt để tạo liên kết và ổn địnhcác đệm xơ có sử dụng loại polyme nhiệt dẻo Như vậy trong quytrình liên kết bằng nhiệt, xơ được xem là chất kết dính và khôngcần phải sử dụng bất kỳ loại hóa chất liên kết nào khác Phương

pháp này được ưu thích vì rẻ và dễ thực hiện so với các phươngpháp khác.

Nguyên liệu sử dụng ở phương pháp này là xơ nền (xơxenlulo, xơ thực vật, xơ hóa học ) trong một số trường hợp xơ nền

là xơ lõi của xơ hai thành phần với thành phần xơ lớp ngoài là vậtliệu liên kết Vật liệu liên kết xơ được sản xuất dưới nhiều dạngbao gồm:

- Xơ ngắn, xơ philamăng dạng đồng nhất hay dạng hai thànhphần

- Liên kết diện tích: Hai hoặc nhiều trục cán trơn gia nhiệt

toàn bộ diện tích bề mặt xơ Xơ gắn kết nóng chảy tạo ra sự kếtdính tại các điểm xơ gắn kết giao nhau với xơ nền Liên kết diệntích tạo cho vải không dệt có độ bền lớn nhất và độ dày nhỏ nhất

- Liên kết điểm: Liên kết được thực hiện bằng một cặp trục

gồm một trục trơn và một trục răng, trong một số trường hợp sửdụng cả hai trục răng Khi đệm xơ di chuyển vào đường tiếp xúccủa hai trục, nhiệt độ tăng đến điểm nóng chảy, dưới tác dụng củatrục răng các xơ dính kết vào nhau Mức độ liên kết xơ trong vảiphụ thuộc vào mật độ răng, kích thước răng và biên dạng răngtrên trục Thông thường diện tích được liên kết chiếm khoảng 10 –40% diện tích vải Vải có ưu điểm mềm mại, có tính thẩm thấu tốt

b Liên kết sử dụng trục cán – băng tải

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 36

Liên kết đệm xơ bằng trục cán – băng tải tương tự như liênkết bằng trục cán nóng nhưng có điểm khác về thời gian cán vàcường độ lực cán ép Đối với liên kết bằng trục cán ép, thời giancán ép tính bằng mili giây, trong khi liên kết bằng trục cán - băngtải, thời gian cán ép từ 1 – 10 giây Lực cán ép đệm xơ tại khu vựccặp trục cán ép khoảng 35 – 260 N/mm; trong khi cán bằng trụccán – băng tải, lực cán ép không vượt quá 9 N/mm

c Liên kết sử dụng hơi quá nhiệt

Liên kết bằng hơi nóng quá nhiệt bao gồm hai kiểu thiết bị:thiết bị dạng tang trống đục lỗ và dạng băng tải đục lỗ Các bộphận chính của thiết bị bao gồm tang trống đục lỗ trên bề mặtđược đặt trong buồng kín Kỹ thuật liên kết bằng dòng khí quánhiệt sử dụng các xơ cấu trúc hai hoặc ba thành phần từ polyester,polypropylene, polyetylen hoặc co-polyester Trong kỹ thuật liênkết bằng dòng khí quá nhiệt, mật độ xơ và tính thẩm thấu khôngkhí đóng vai trò rất quan trọng Mật độ xơ càng cao (tính thẩmthấu thấp) thì áp suất hút phải càng cao để đảm bảo quá trình liênkết xơ Hạn chế của công nghệ này là vấn đề kiểm soát nhiệt độ

và lưu lượng dòng khí Đệm xơ được gia nhiệt rất nhanh đạt đếnnhiệt độ chảy mềm của xơ gắn kết, sau đó lưu lượng dòng khí phảigiảm để làm thay đổi độ dày đệm xơ Mặt khác vận tốc dòng khícao làm tăng độ bền vải do độ dày đệm xơ giảm xuống

- Liên kết sử dụng băng tải đục lỗ

Liên kết này giống kiểu liên kết tang trống đục lỗ Đệm xơ dichuyển trên bề mặt băng tải, dòng khí quá nhiệt được thổi vào bềmặt đệm xơ với áp xuất cao và đi qua lỗ trên băng tải Dưới tácdụng của nhiệt độ cao, các xơ liên kết với nhau Liên kết kiểu nàyphù hợp với đệm xơ khối lượng thấp, tốc độ đệm xơ khoảng 40m/s

- Liên kết sử dụng tang trống đục lỗ

Đệm xơ bao bọc xung quanh tang trống dạng lỗ một góc

3000C, dòng khí nóng quá nhiệt được cấp đến diện tích bề mặtngoài của đệm xơ bằng quạt hút chân không Diện tích chuyền dẫnkhí phụ thuộc vào số lượng lỗ, hình dạng lỗ và đường kính lỗ củatang trống, diện tích truyền dẫn khí quá nhiệt có thể đạt đến 48%

so với diện tích tang trống Nhiệt năng được cung cấp ở dạng hơi,gaz, nước nóng hoặc điện

Đệm xơ được đưa vào tiếp xúc với bề mặt tang trống đục lỗ,dòng khí nóng nhiệt độ cao di chuyển qua đệm xơ tại nơi bề mặt bịđục lỗ và đi vào bên trong tang trống bằng quạt hút Dưới tác dụngcủa nhiệt độ cao, các xơ gắn kết chảy mềm và thực hiện liên kếtvới xơ nền

1.3.2 Công nghệ trải ướt [3]

Công nghệ trải ướt là một ứng dụng kỹ thuật sản xuất giấytrong việc tạo ra những sản phẩm vải không dệt Các nhà sản xuấtvải không dệt khi dùng công nghệ trải ướt là muốn tận dụng ưuđiểm năng suất cao và việc pha trộn dễ dàng các loại xơ khácnhau của công nghiệp sản xuất giấy

Đặc điểm của quá trình sản xuất này là sản phẩm trong suốtquá trình tiến hành liên kết luôn nằm trong trạng thái ướt Trạngthái ướt có thể là ngâm, nhúng, hoặc phun tẩm

1.3.2.1 Nguyên liệu

Công nghệ trải ướt sử dụng các loại xơ thiên nhiên hay xơhóa học ngoài ra còn thêm một số nguyên liệu khác với số lượng ítnhư chất hoạt động bề mặt, chất liên kết và các chất trợ nhằm tạocho vải không dệt có những tính năng đặc biệt Tuy nhiên trongthực tế chỉ có một số loại xơ thường hay được sử dụng Dạng bột

gỗ được sử dùng phổ biến do giá thành thấp và dễ dàng sử dụng

Đinh Thị Nhàn - Khóa 2013 - 2015 38

Xơ có chiều dài từ 2 – 3mm thường được sử dụng trong côngnghệ trải ướt.Tuy nhiên xơ rayon và polyeste có chiều dài hơn38mm cũng được sử dụng Dung dịch xơ ngắn polyolefin kết tủađược sử dụng trong công nghệ ướt cho sức bền ướt cao đồng thờicải thiện nhiều đặc tính cơ lý khác đối với loại sản phẩm không dệtnày

Tuy xơ hóa học dài hơn, bền hơn, đồng đều hơn nhưng khótương tác với nước so với xơ thiên nhiên

1.3.2.2 Phương pháp sản xuất

a Chuẩn bị nguyên liệu

Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu sản xuất đệm xơ cơ bảngiống như chuẩn bị nguyên liệu trong sản xuất giấy, nguyên liệu

xơ được đánh tơi thành các xơ đơn trong môi trường nước, trộnđều các thành phần nguyên liệu tạo thành dung dịch dạng thểvẩn Công đoạn chuẩn bị được chia thành hai loại: chuẩn bị xơngắn và chuẩn bị xơ dài

Bột gỗ xenlulo được xay nghiền, trộn đều và phân tán trongmôi trường nước với thành phần xơ chiếm 3 – 8% Tiếp theo hỗnhợp xơ và nước được chuyển sang công đoạn tinh chế và đánh tơidưới tác dụng lực dòng nước chuyển động bởi các thanh khuấybằng thép, xơ xenlulo tiếp tục bị xé nhỏ và trương nở do hấp thụnước vào trong cấu trúc xơ Sau khi đã xơ chế, xơ xẹlulo có thểđược trộn với thành phần xơ khác như xơ hóa học

Bộ phận công tác chính của thiết bị bao gồm các bể trộn xơđược phân tán vào nước và trộn đều với xơ khác, các chất liên kết,các chất phân tán trong bể chứa, máy bơm có tác dụng đánh tơi

và trộn xơ thành dạng thể vẩn Sau đó dung dịch dạng thể vẩnđược máy bơm chuyển sang khu vực hình thành đệm xơ

b Hình thành đệm xơ

Máy HydroFormer một cấp hình thành một lớp màng xơ trên

bề mặt băng tải chuyển động liên tục Trên bề mặt băng tải đượcđục lỗ để nước thoát ra khỏi đệm xơ một cách dễ dàng trong quátrình hình thành đệm xơ

Hình 1.6: Biểu diễn sơ đồ công nghệ máy HydroFormer mộtcấp Dung dịch dạng thể vẩn 1 bao gồm xơ nguyên liệu, chất liênkết và nước được cấp đều lên bề mặt của băng tải dạng lỗ 3chuyển động liên tục, nước của dung dịch thể vẩn thoát ra ngoàiqua khu vực 4 để hình thành đệm xơ 2

Hình 1.7 : Sơ đồ công nghệ máy HydroFormer một cấp

1 Dung dịch thể vẩn; 2 Đệm xơ; 3 Băng tải đục lỗ; 4 Khu vực thoát nước

Máy HydroFormer hai cấp hình thành đồng thời hai lớp màng

xơ riêng biệt sau đó thích hợp hai lớp màng xơ với nhau Mỗi lớp màng xơ có thể được sản xuất từ các loại xơ riêng biệt

c Liên kết xơ trong đệm

Một số cơ chế liên kết xơ trong đệm xơ: