BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------

PHẠM NHẤT CHI MAI

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ MỘT SỐ LOẠI
VẢI KHÔNG DỆT SỬ DỤNG TRONG MAY MẶC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN NHẬT TRINH

HÀ NỘI-2013


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành tồn bộ chương trình đào tạo cao học và viết luận văn,
tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô Viện
Dệt May-Da giày & Thời trang trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Tôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
Viện đào tạo sau đại học, Viện Dệt May – Da Giày và Thời trang cùng tồn
thể q thầy cơ đã tham gia giảng dạy lớp Cao học 2012B.VLDM-NTT tại
Thành phố Hồ Chí Minh, niên khóa 2012-2014.

Tơi xin cảm ơn Thày giáo TS. Nguyễn Nhật Trinh đã dành nhiều thời
gian tận tình hướng dẫn, động viên và truyền dạy cho tôi những kiến thức quý
báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ.
Tôi xin cảm ơn các cán bộ Trung tâm thí nghiệm Viện dệt may-Tập
đồn Dệt May Việt Nam đã giúp đỡ tơi thực hiện các thí nghiệm khoa học của
luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp của
tôi tại Trường Đại Học Cơng nghiệp Thành Phố Hố Chí Minh đã hỗ trợ và tạo
điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và hồn thành luận văn.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2013
Học viên
Phạm Nhất Chi Mai

Phạm Nhất Chi Mai

2

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là Phạm Nhất Chi Mai, học viên cao học chuyên ngành Công
nghệ Vật liệu dệt may, lớp Cao học 2012B.VLDM-NTT, khố 2012B. Tơi xin
cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu tính chất cơ lý của một số
loại vải không dệt sử dụng trong may mặc” là cơng trình nghiên cứu của cá

nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm dưới
sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Nhật Trinh bộ môn Công nghệ dệt,
Viện Dệt May-Da Giày & Thời trang trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tác
giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn, số liệu nghiên cứu thu
được từ thực nghiệm trung thực và khơng có sự sao chép từ những luận văn
khác.
Học viên

Phạm Nhất Chi Mai

Phạm Nhất Chi Mai

3

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ……………………………………………………………………………….

2

Lời cam đoan ……………………………………………………………………………

3


Mục lục ……………………………………………………………………………………

4

Danh mục các ký hiệu, các chữ cái viết tắt ………………………………………

6

Danh mục các bảng biểu

7

……………………………………………………………..

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

……………………………………………………….

8

Lời mở đầu ………………………………………………………………………………..

10

Chương 1. TỔNG QUAN VẢI KHÔNG DỆT ………………………………

12

1.1. Q trình phát triển của vải khơng dệt

1.1.1. Định nghĩa vải không dệt

…………………………………….

12

…………………………………………………...

12

1.1.2. Sự phát triển của vải không dệt

…………………………………………...

12

1.2. Nguyên liệu sản xuất vải không dệt …………………………………………

20

1.2.1 Xơ thiên nhiên …………………………………………………………………...

20

1.2.2. Xơ hóa học ………………………………………………………………………

21

1.2.3. Xơ hiệu năng cao ………………………………………………........................


21

1.3. Phân loại vải không dệt ………………………………………………………...

22

1.3.1. Phân loại theo phương pháp sản xuất đệm xơ …………………………

22

1.3.2. Phân loại theo công nghệ liên kết đệm xơ ……………………………… 23
1.3.3. Phân loại theo tính năng sử dụng sản phẩm ……………………………

23

1.4. Cơng nghệ sản xuất vải không dệt

…………………………… ……………

24

1.4.2. Công nghệ liên kết bằng tia nước cao áp ………………………..............

28

1.4.3. Công nghệ liên kết nhiệt ……………………………………………………..

30

1.5. Ứng dụng của vải không dệt trong may mặc ……………………………..


32

1.5.1. Phụ liệu may mặc ……………………………………………………………...

32

1.5.2. Quần áo bảo vệ …………………………………………………………………

34

Phạm Nhất Chi Mai

4

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.6. Đặc trưng cơ lý của vải không dệt

……………………………….................

35

Kết luận chương 1 ……………………………………………………………………...


43

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ………………………………………………………………………… 44
2.1. Đối tượng nghiên cứu …………………………………………….......................

44

2.2. Nội dung nghiên cứu ……………………………………………………………

44

2.3. Phương pháp nghiên cứu ………………………………………………………

45

2.3.1 Phương pháp thu thập mẫu thí nghiệm …………………………………...

45

2.3.2 Phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý của vải không dệt ……..

45

2.3.3 Phương pháp xác định độ bền kéo giãn của vải không dệt …………

46

2.3.4. Phương pháp xác định độ bền xé rách của vải không dệt …………..


48

2.3.5. Phương pháp xác định độ bền mài mịn của vải khơng dệt ………...

50

2.3.6. Phương pháp xác định độ thống khí của vải không dệt …………… 50
2.3.7. Xác định cấu trúc vải bằng thiết bị hiển vi điện tử quét SEM ….....

51

2.4. Phương pháp xử lý số liệu ……………………………………………………..

52

2.4.1. Xác định các đại lượng thực nghiệm ……………………………………..

52

2.4.2. Xây dựng mối quan hệ toán học của các đại lượng ………………….

52

Kết luận chương 2 ……………………………………………………………………...

53

Chương 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ……………..


54

3.1. Cấu trúc vải dựng và vải mex …………………………………………………

54

3.2. Kết quả thí nghiệm xác định độ bền kéo đứt vải dựng và vải mex … 58
3.3. Kết quả thí nghiệm xác định độ bền xé rách của vải dựng và vải
mex ………………………………………………………………………………

63

3.4. Kết quả thí nghiệm xác định độ bền mài mịn vải dựng và vải mex

68

3.5. Kết quả thí nghiệm xác định độ thống khí của vải dựng và vải
mex ……………………………………………………………………………………

70

Kết luận …………………………………………………………………………………...

74

Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………… 77

Phạm Nhất Chi Mai


5

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EDANA : European Disposables and Nonwovens Association
Hiệp hội vải không dệt Châu Âu
INDA : North America’s Association of the Nonwovens Fabrics Industry
Hiệp hội vải không dệt Bắc Mỹ
ASTM : American Society for Testing and Materials
Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ
ISO : International Organization for Standardization
Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hoá
D1: Vải dựng khối lượng 85 g/m2
D2: Vải dựng khối lượng 110 g/m2
D3: Vải dựng khối lượng 145 g/m2
D4: Vải dựng khối lượng 180 g/m2
D5: Vải dựng khối lượng 210 g/m2
M1: Vải mex khối lượng 26 g/m2
M2: Vải mex khối lượng 36 g/m2
M3: Vải mex khối lượng 47 g/m2
M4: Vải mex khối lượng 60 g/m2
M5: Vải mex khối lượng 74 g/m2


Phạm Nhất Chi Mai

6

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Tên bảng

Trang

Bảng 1.1

Sản lượng vải không dệt xuất khẩu trên thế giới năm
2011 và 2001

14

Bảng 1.2

Sản lượng vải không dệt khu vực Châu Á

18

Bảng 1.3


Khối lượng vải không dệt sử dụng trong các lĩnh vực
công nghiệp và dân dụng (1000 Tấn)

19

Bảng 3.1

Độ bền kéo đứt dọc vải dựng

58

Bảng 3.2

Độ bền kéo đứt ngang vải dựng

59

Bảng 3.3

Độ bền kéo đứt dọc vải mex

60

Bảng 3.4

Độ bền kéo đứt ngang vải mex

61


Bảng 3.5

Tỉ số độ bền kéo đứt/khối lượng vải của vải dựng

62

Bảng 3.6

Tỉ số độ bền kéo đứt/khối lượng vải của vải mex

62

Bảng 3.7

Độ bền xé dọc vải dựng

63

Bảng 3.8

Độ bền xé ngang vải dựng

64

Bảng 3.9

Độ bền xé dọc vải mex

66


Bảng 3.10 Độ bền xé ngang vải mex

66

Bảng 3.11 Độ bền mài mòn vải dựng

68

Bảng 3.12 Độ bền mài mịn vải mex

69

Bảng 3.13 Độ thống khí của vải dựng

71

Bảng 3.14 Độ thống khí của vải mex

71

Phạm Nhất Chi Mai

7

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Tên hình vẽ

Trang

Hình 1.1

Giá trị xuất khẩu và nhập khẩu vải không dệt năm 2011

15

Hình 1.2

Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt của EU
2001-2011

16

Hình 1.3

Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt của Mỹ
2001-2011

17

Hình 1.4

Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt Trung Quốc
2001-2011


17

Hình 1.5

Phân loại vải khơng dệt

22

Hình 1.6

Khối lượng vải khơng dệt sản xuất theo các phương
pháp

24

Hình 1.7

Khối lượng vải khơng dệt sản xuất theo cơng nghệ liên
kết chủ yếu

25

Hình 1.8

Liên kết xun kim

26

Hình 1.9


Ngoại quan vải khơng dệt liên kết xun kim

27

Hình 1.10

Cơng nghệ liên kết đệm xơ bằng tia nước cao áp

29

Hình 1.11

Cấu trúc vải liên kết bằng tia nước cao áp

30

Hình 1.12

Liên kết điểm

32

Hình 1.13

Vải dựng

33

Hình 1.14


Vải lót

34

Hình 1.15

Vải giữ nhiệt

34

Hình 1.16

Mối quan hệ giữa lực nén vải với độ dày của vải

37

Hình 1.17

Ảnh hưởng của năng lượng liên kết đến độ bền kéo đứt
của vải

39

Hình 1.18

Tính thống khí của vải xơ polypropylen và xơ visco

40


Hình 1.19

Quan hệ tính thống khí với năng lượng liên kết vải
PET

41

Hình 1.20

Quan hệ tính thống khí với năng lượng liên kết vải
bơng

42

Phạm Nhất Chi Mai

8

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 2.1

Thiết bị kéo giãn vải

46


Hình 2.2

Ngàm kẹp và mẫu thử

47

Hình 2.3

Thiết bị xé rách vải

49

Hình 2.4

Mẫu thử độ bền xé rách vải

49

Hình 2.5

Thiết bị xác định độ mài mịn vải

50

Hình 2.6

Thiết bị xác định độ thống khí

51


Hình 2.7

Thiết bị hiển vi điện tử

51

Hình 3.1

Ảnh chụp bề mặt vải dựng 85 g/m2

54

Hình 3.2

Ảnh chụp bề mặt vải dựng 110 g/m2

54

Hình 3.3

Ảnh chụp bề mặt vải dựng 145 g/m2

55

Hình 3.4

Ảnh chụp bề mặt vải dựng 180 g/m2

55


Hình 3.5

Ảnh chụp bề mặt vải dựng 210 g/m2

55

Hình 3.6

Ảnh chụp bề mặt vải mex 26 g/m2

56

Hình 3.7

Ảnh chụp bề mặt vải mex 36 g/m2

56

Hình 3.8

Ảnh chụp bề mặt vải mex 47 g/m2

56

Hình 3.9

Ảnh chụp bề mặt vải mex 60 g/m2

56


Hình 3.10

Ảnh chụp bề mặt vải mex 74 g/m2

57

Hình 3.11

Liên kết vải mex với vải nền

57

Hình 3.12

Độ bền kéo đứt vải dựng

59

Hình 3.13

Độ bền kéo đứt vải mex

61

Hình 3.14

Độ bền xé vải dựng

64


Hình 3.15

Cơ chế xé vải dựng

65

Hình 3.16

Độ bền xé vải mex

67

Hình 3.17

Cơ chế xé vải mex

68

Hình 3.18

Độ bền mài mịn vải dựng

69

Hình 3.19

Độ bền mài mịn vải mex

70


Hình 3.20

Độ thống khí của vải dựng

72

Hình 3.21

Độ thống khí của vải mex

73

Phạm Nhất Chi Mai

9

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

LỜI MỞ ĐẦU
Trong nhiều thập kỷ qua những thay đổi quan trọng đã xảy ra trên thị
trường vải không dệt trên toàn thế giới. Các khu vực chủ yếu của thế giới sản
suất vải không dệt đã được cơ cấu lại: Khu vực Châu Á-Thái Bình Dương bao
gồm cả Trung Quốc cho thấy một tiềm năng tăng trưởng trong sản xuất vải
không dệt. Hoa Kỳ và Tây Âu tiếp tục phát triển cơng nghệ sản xuất. Trên

tồn cầu sản suất sản phẩm không dệt đạt 4,4 triệu tấn tương đương với $15,9
tỷ USD. Đến năm 2004, khoảng 64 % vật liệu không dệt được sản xuất tại
Bắc Mỹ, Tây Châu Âu và Nhật Bản. Một thập kỷ trước những khu vực này
chiếm cao hơn 70% sản lượng vải không dệt trên tồn thế giới.
Tác động đối với ngành cơng nghiệp sản phẩm không dệt là hiển nhiên
và làm cho giá cả nguyên liệu thô leo thang. Những nhà sản xuất vải không
dệt lớn đã phải đối mặt với những thách thức, áp lực ngày càng tăng, duy trì
mức lợi nhuận mặc dù giá cả nguyên liệu không ổn định. Tuy nhiên trên tồn
cầu sản xuất vải khơng dệt vẫn không ngừng tăng trưởng về khối lượng và
chủng loại.
Mặc dù thị trường thế giới các sản phẩm không dệt liên tục phát triển, nó
phải đối mặt với những điều chỉnh cơ cấu theo sau bởi sự thay đổi của điều
kiện kinh tế toàn cầu về: nguyên liệu, nhu cầu người tiêu dùng…. Ngoài ra,
các nhà sản suất mới mở rộng đang nổi lên trong khi sản xuất không dệt hiện
tại và trong tương lai đang được người tiêu dùng rất quan tâm về tính ứng
dụng, thân thiện mơi trường và giá thành trên nhiều lĩnh vực khác nhau như:
thị trường y tế, ngành công nghiệp may mặc, da giày…
Vải không dệt ra đời đã được ứng dụng nhiều vào sản xuất các sản phẩm
may mặc, tạo cho sản phẩm may mặc có được hình dáng kết cấu ổn định,
nâng cao tính tiện nghi trong q trình sử dụng. Các loại vải khơng dệt sử
Phạm Nhất Chi Mai

10

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


dụng làm nguyên phụ liệu cho ngành may rất đa dạng và được sản xuất với
nhiều mẫu mã và chủng loại khác nhau, do đó các tính chất cơ học, tính chất
vật lý của vải khơng dệt có ảnh hưởng khác nhau đến tính chất tiện nghi của
sản phẩm may mặc.
Vì vậy đề tài “ Nghiên cứu tính chất cơ lý của một số loại vải không dệt
sử dụng trong may mặc” được thực hiện với mục tiêu tìm ra mối quan hệ giữa
các tính chất cơ lý của vải không dệt để làm tài liệu tham khảo cho các nhà sử
dụng công nhiệp khai thác hiệu quả chủng loại vải phù hợp với yêu cầu kỹ
thuật trong sản xuất.
Luận văn nghiên cứu gồm 3 phần:
Chương 1: Tổng quan vải không dệt
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Kết luận của luận văn

Phạm Nhất Chi Mai

11

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẢI KHƠNG DỆT
1.1. Q trình phát triển của vải không dệt

1.1.1 Định nghĩa vải không dệt
Vải không dệt (nonwoven fabric) là loại vải được trực tiếp tạo ra từ
nhiều loại xơ sợi được liên kết với nhau bằng các phương pháp khác biệt so
với các phương pháp liên kết các sợi với nhau của vải dệt thoi hay vải dệt kim
truyền thống. Nguyên liệu sản xuất vải khơng dệt rất đa dạng thường có
nguồn gốc từ xơ thiên nhiên, xơ hoá học và trong một số loại vải yêu cầu kỹ
thuật đặc biệt được sử dụng xơ sợi hiệu năng cao.
Hiệp hội vải không dệt châu Âu EDANA (European Disposables and
Nonwovens Association) định nghĩa vải khơng dệt là sản phẩm dạng tấm xơ,
trong đó các xơ được sắp xếp một cách định hướng hoặc ngẫu nhiên và được
liên kết với nhau bằng lực ma sát hoặc sự kết dính giữa các xơ.
Hiệp hội cơng nghiệp vải không dệt Bắc Mỹ INDA (North America’s
Association of the Nonwovens Fabrics Industry) định nghĩa vải không dệt là
sản phẩm dạng tấm xơ hoặc sợi được liên kết với nhau bằng các phương pháp
liên kết cơ học, liên kết nhiệt học hay liên kết hoá học.
1.1.2. Sự phát triển của vải khơng dệt
Vải khơng dệt được xem như có nguồn gốc từ thời tiền sử, thời kỳ đó
con người đã biết sử dụng lông thú liên kết với nhau bằng phương pháp khâu
đan đơn giản để tạo nên các tấm nỉ làm ra các sản phẩm phục vụ sinh hoạt.
Các nguyên lý liên kết cơ bản để tạo nên các tấm nỉ len, nỉ lông thú cho tới
ngày nay hầu như rất ít thay đổi. Do quy trình cơng nghệ sản xuất vải dệt thoi,
Phạm Nhất Chi Mai

12

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

vải dệt kim gồm nhiều công đoạn sản xuất và năng suất bị hạn chế dẫn đến
chi phí sản xuất cao, cho nên từ giữa thế kỷ XIX các nhà khoa học chuyển
hướng nghiên cứu tạo ra các loại vải bằng các phương pháp công nghệ mới
nhằm tạo ra sản phẩm khác biệt so với các loại vải dệt truyền thống thông
dụng như vải dệt thoi và vải dệt kim, hơn nữa đặc biệt chú trọng đến quy trình
sản xuất đơn giản hơn so với quy trình dệt vải thông thường sử dụng khung
dệt phức tạp.
Công nghiệp sản xuất vải không dệt ra đời đã đạt được những bước phát
triển vượt bậc về quy mô và chất lượng sản phẩm với các chủng loại mặt hàng
đa dạng, vải không dệt đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều
ngành công nghiệp và trong đời sống sinh hoạt của con người. Vải không dệt
ngày nay không những được sử dụng trong cơng nghiệp may mặc, mà cịn
được sử dụng trong các công nghiệp xây dựng dân dụng, công nghiệp chế tạo
ô tô, máy bay, tàu thủy, trong nông nghiệp, các sản phẩm vệ sinh-y tế và trang
trí nội thất…
Thời kỳ đầu vải không dệt phát triển tương đối chậm, sau đại chiến thế
giới thứ 2 vải không dệt bắt đầu phát triển mạnh mẽ ở các nước Châu Âu như:
Anh, Đức, Pháp ... và sau đó là Mỹ. Đặc biệt từ sau những năm 50 của thế kỷ
XX, sản phẩm vải không dệt đạt được sự tăng trưởng mạnh mẽ, trong đó Mỹ
và Tây Âu chiếm 80% thị phần tiêu thụ vải khơng dệt tồn thế giới. Năm
1972 sản lượng vải không dệt của Tây Âu đạt 63.300 tấn, sau 5 năm sản
lượng tăng lên gấp hai lần và năm 2000 sản lượng đạt 1.025.000 tấn với tổng
số nhân lực phục vụ trong lĩnh vực khoảng 16.000 người. Thống kê của Hiệp
hội vải không dệt Bắc Mỹ và Hiệp hội vải không dệt Châu Âu, năm 2007 thế
giới sản xuất 1,3 triệu tấn vải khơng dệt, trong đó Tây Âu chiếm khoảng 33%,
Bắc Mỹ chiếm 31%, khu vực Châu Á chiếm 25% và 11% các khu vực khác.
Giá trị tổng sản phẩm đạt 10-11 tỷ Euro.
Phạm Nhất Chi Mai


13

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Bảng 1.1 Sản lượng vải không dệt xuất khẩu trên thế giới năm 2011 và 2001

Nước

Sản lượng

Tăng sản
lượng

Giá trị

Tăng giá trị

1000 tấn

2011 / 2001

Triệu Euro

2011 / 2001


Tây Âu

321,8

92%

1397,0

85%

Mỹ

300,8

81%

1241,2

57%

Trung Quốc

451,8

947%

1062,0

766%


Nhật Bản

48,9

95%

494,7

33%

Nam Hàn

75,8

75%

340,0

18%

Đài loan

71,2

33%

228,4

36%


Israel

80,7

114%

195,7

61%

Thổ nhĩ kỳ

65,0

1035%

162,1

962%

Brazil

61,8

625%

158,4

680%


Thái Lan

39,6

294%

99,6

230%

Malaixia

39,0

657%

84,5

533%

Mehico

161,0

1099%

75,9

74%


Canada

17,7

13%

65,1

41%

Achentina

21,6

150%

63,3

133%

A rập saudi

19,4

965%

42,5

688%


Thụy Sĩ

7,4

1%

37,2

25%

Nam Phi

9,2

90%

22,0

155%

Nga

4,0

163%

9,7

257%


Phạm Nhất Chi Mai

14

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Theo thống kê của Hiệp hội vải không dệt Châu Âu EDANA, năm 2011
sản lượng vải không dệt của thế giới tăng trưởng 5,7% đạt 1.897.748 tấn và
55.740 triệu m2, trong đó Châu Âu chiếm khoảng 25%. Bảng 1.1 thống kê sản
lượng vải không dệt xuất khẩu của các nhà sản xuất trên thế giới năm 2011 và
2001. Năm 2011 sản lượng xuất khẩu vải không dệt Tây Âu tăng trưởng gần
gấp đôi với giá trị tăng 85% so với năm 2001, sản lượng xuất khẩu vải không
dệt Trung Quốc tăng trưởng gần 1000% với giá trị tăng 766% so với năm
2001, sản lượng xuất khẩu vải không dệt Mỹ tăng trưởng gần 81% với giá trị
tăng 57% so với năm 2001.
Xét về phương diện giá trị, hình 1.1 cho thấy các quốc gia đứng đầu thế
giới về sản xuất vải không dệt như: EU, Mỹ và Trung Quốc cũng là các quốc
gia xuất khẩu và nhập khẩu lớn nhất về sản phẩm vải không dệt. Tuy nhiên
EU và Mỹ có thế mạnh xuất khẩu các sản phẩm cơng nghệ cao, còn Trung

Nhập khẩu

Quốc ưu thế về xuất khẩu các sản phẩm chất lượng trung bình.


Xuất khẩu

Hình 1.1 Giá trị xuất khẩu và nhập khẩu vải không dệt năm 2011
Phạm Nhất Chi Mai

15

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Tổng thể chung sản xuất vải không dệt trên thế giới hơn 10 năm qua từ
năm 2001 đến 2011, khối lượng vải không dệt EU xuất khẩu tăng 8,6% (tăng
15% giá trị tính theo Euro), trong khi nhập khẩu giảm 0,7% (2,7% giá trị tính
theo Euro). Năm 2011 xuất nhập khẩu vải không dệt của Mỹ giảm, với
137.500 tấn sang Canada và Mehico, 69.00 tấn sang Châu Á trong đó Trung
Quốc chiếm 37.000 tấn, 35.500 tấn sang EU giảm gần 10.000 tấn so với năm
2010. Năm 2011 Trung Quốc xuất khẩu 451.800 tấn vải khơng dệt, trong đó
207.000 tấn sang các thị trường Nhật Bản, Nam Hàn, Việt Nam, Ấn Độ và
Indonesia.
Hình 1.2, hình 1.3 và hình 1.4 biểu thị mức tăng trưởng khối lượng xuất
nhập khẩu vải không dệt của các nước EU, Mỹ và Trung Quốc từ năm 2001
đến năm 2011.

Hình 1.2 Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt của EU 2001-2011
Phạm Nhất Chi Mai


16

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.3 Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt của Mỹ 2001-2011

Hình 1.4 Khối lượng xuất nhập khẩu vải khơng dệt Trung Quốc 2001-2011
Phạm Nhất Chi Mai

17

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Thống kê của Hiệp hội vải không dệt Châu Á-ANFA về sản xuất vải
không dệt cho thấy tổng sản lượng vải không dệt của các nước hàng đầu tăng
trưởng mạnh mẽ, Trung Quốc là quốc gia sản xuất vải không dệt lớn nhất
trong khu vực Châu Á với sản lượng tăng gần gấp hai lần trong 5 năm từ
2007-2011, trong khi các nước khác như: Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan
sản lượng vải không dệt tương đối ổn định và biến động không nhiều.
Bảng 1.2 Sản lượng vải không dệt khu vực Châu Á

Quốc gia

Sản lượng (Tấn)
2007

2008

2009

2010

2011

Nhật Bản

338.281

338.436

283.378

313.417

313.020

Hàn Quốc

213.065

214.836


220.160

224.854

233.161

Đài Loan

160.038

150.033

140.075

149.954

164.797

Trung Quốc

1.150.600 1.347.000 1.685.000 1.879.000

2.054.700

Nói chung, vải khơng dệt có giá thành rẻ hơn so với vải dệt truyền thống
nhưng vải có độ dai hơn giấy, ứng dụng đầu tiên của vải khơng dệt thường
cho các mục đích như trang phục, túi xách, khăn trải bàn dùng một lần hoặc
các sản phẩm dùng trong lĩnh vực y tế…. Những năm gần đây vải không dệt
ngày càng thu hút được sự quan tâm sử dụng do vải khơng dệt có các đặc

điểm nổi trội sau:
- Phạm vi sử dụng nguyên liệu rất phong phú, đa dạng.
- Năng suất sản xuất cao.
- Có khả năng sản xuất bằng nhiều phương pháp công nghệ khác nhau,
kỹ thuật sản xuất và dây chuyền sản xuất linh hoạt.
- Khả năng đa dạng hoá sản phẩm và khả năng ứng dụng lớn: ứng dụng
của vải không dệt vô cùng đa dạng, không chỉ phục vụ cho cơng nghiệp may
Phạm Nhất Chi Mai

18

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

mặc như: làm nguyên phụ liệu cho các sản phẩm may, quần áo, đồ dùng thể
thao mà còn ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp khác như sản xuất
sản phẩm trang trí nội thất: khăn trải bàn, giấy dán tường, làm thảm, làm mái
trần nhà), đồ trang trí, vật liệu làm giầy, túi xách, sản phẩm vệ sinh, công
nghiệp dược phẩm, sản phẩm nội thất ô tô và đặc biệt là vải địa kỹ thuật, các
tấm lót chịu lực, chịu nhiệt, cách âm và cách điện dùng trong xây dựng, giao
thông và nhiều ứng dụng đa dạng khác.
Khối lượng vải không dệt sử dụng trong lĩnh vực y tế và sản phẩm vệ
sinh tăng đều và liên tục, hiện nay chiếm đến 33,8% khối lượng vải không dệt
sản xuất ra. Khối lượng vải không dệt sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp
và dân dụng ở Châu Âu biểu thị trên bảng 1.3. Trong công nghiệp xây dựng
vải không dệt chủ yếu là vải địa kỹ thuật sử dụng tăng 3 lần trong 15 năm.

Bảng 1.3. Khối lượng vải không dệt sử dụng trong các lĩnh vực công
nghiệp và dân dụng (1000 Tấn)
Lĩnh vực

2003

2004

2005

Vệ sinh

416,9

434,1

462,1

Y tế

38,4

34,2

42,8

Khăn lau

181,8


193,5

209,0

May mặc

16,4

10,8

14,0

Thảm nhà

87,8

89,8

83,1

Lọc chất lỏng
Lọc khí, gaz

44,0
26,7

48,9
31,8

54,4

33,8

Xây dựng

225,1

234,4

260,8

Tại Việt Nam, trong hơn 10 năm qua, công nghiệp sản xuất vải không
dệt đã phát triển mạnh mẽ và đạt được những thành tựu lớn cung cấp các sản
phẩm cho các ngành công nghiệp như vải địa kỹ thuật phục vụ cho xây dựng
Phạm Nhất Chi Mai

19

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

đường bộ, vải không dệt làm nguyên phụ liệu cho ngành công nghiệp may
mặc, da giày, sản phẩm vệ sinh y tế, các nhu cầu trong nông nghiệp và nuôi
trồng thuỷ sản.
1.2 Nguyên liệu sản xuất vải không dệt
Nguyên liệu sử dụng để sản xuất vải không dệt rất đa dạng và phong phú
về chủng loại. Những đặc trưng chủ yếu khi sử dụng xơ cho sản phẩm vải

không dệt so sánh với xơ khi sử dụng trong sản phẩm dệt:
- Xơ nguyên liệu đa dạng và phong phú: Xơ thiên nhiên, xơ hố học, xơ
vơ cơ và xơ hiệu năng cao.
- Xơ có độ mảnh đa dạng, có thể là xơ mảnh như xơ bông hoặc xơ thô
cứng như xơ dứa, xơ dừa.
- Chiều dài xơ sử dụng có thể rất ngắn (2-5 mm - xơ phế) hoặc rất dài
(100 – 200 mm).
- Không những sử dụng xơ dạng cắt ngắn mà còn sử dụng được xơ ở
dạng filament.
Sự lựa chọn tối ưu chủng loại xơ nguyên liệu phụ thuộc vào các yêu cầu
kỹ thuật của sản phẩm, tính chất sử dụng của vải khơng dệt, cơng nghệ sản
xuất và hiệu quả kinh tế cũng như chi phí sản xuất ra vải không dệt. Hiện nay,
để sản xuất vải không dệt thường sử dụng các loại xơ thiên nhiên, xơ hố học
nguồn gốc từ xenlulơ hoặc nguồn gốc từ polime tổng hợp và xơ sợi kỹ thuật
hiệu năng cao.
1.2.1 Xơ thiên nhiên
Xơ thiên nhiên được sử dụng làm nguyên liệu trong công nghiệp sản
xuất vải không dệt chủ yếu là những loại xơ có nguồn gốc thực vật và xơ có
nguồn gốc động vật.
Phạm Nhất Chi Mai

20

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


Thành phần chủ yếu của xơ thực vật là xenlulơ, hàm lượng xenlulơ
chiếm khoảng từ 70-97%, xơ có đặc điểm chính ưa nước và hút ẩm tốt, ngồi
ra xơ thực vật còn chứa một số thành phần khác ảnh hưởng đến tính chất của
xơ. Xơ thực vật kém bền với hóa chất và dung mơi hữu cơ, nói chung độ bền
cơ học của xơ thực vật thấp. Một số loại xơ thực vật điển hình được sử dụng
để sản xuất vải không dệt như: xơ bông, xơ lanh, xơ đay, xơ gai, xơ dứa, xơ
dừa …. Trong công nghiệp may mặc phần lớn sử dụng vải không dệt từ xơ
bơng chất lượng thấp và trung bình.
Xơ có nguồn gốc động vật như xơ lông cừu, tơ tằm thường được dùng
để sản xuất ra các sản phẩm vải không dệt cao cấp hoặc những sản phẩm yêu
cầu một số tính chất đặc biệt khi sử dụng.
1.2.2 Xơ hoá học
Xơ hoá học ngày nay gần như chiếm lĩnh tuyệt đối thị trường sản phẩm
vải không dệt trên thế giới (chiếm khoảng 75% sản lượng hàng năm). Xơ hóa
học được chia thành hai loại: xơ hóa học gốc polime tự nhiên và xơ hóa học
gốc polime tổng hợp. Các loại xơ hóa học được tiêu thụ nhiều nhất trong công
nghiệp vải không dệt là xơ polypropylen chiếm khoảng 63%, xơ polyeste
23%, xơ visco 8%, xơ acrylic 2%, xơ polyamit 1,5% và các loại xơ khác
chiếm tỷ lệ nhỏ khoảng 3%.
Sản lượng xơ phục vụ cho công nghiệp vải không dệt ngày càng tăng
mạnh mẽ, trong khoảng 10 năm khối lượng xơ polypropylen tiêu thụ tăng gấp
hai lần và trở thành loại nguyên liệu chủ yếu trong công nghiệp vải không dệt.
1.2.3 Xơ kỹ thuật hiệu năng cao
Xơ kỹ thuật hiệu năng cao chủ yếu sử dụng để sản xuất các sản phẩm có
những tính năng đặc biệt, các loại xơ hiệu năng cao như: xơ aramit, xơ các
bon, xơ thủy tinh …
Phạm Nhất Chi Mai

21


Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.3. Phân loại vải không dệt
Vải không dệt được phân loại theo phương pháp sản xuất đệm xơ, theo
công nghệ liên kết đệm xơ và theo tính năng sử dụng sản phẩm.
Phân loại
vải không dệt

Phương pháp sản
xuất đệm xơ

Công nghệ liên
kết đệm xơ

Tính năng sử dụng
vải khơng dệt

Phương pháp khô

Liên kết cơ học

Vải vệ sinh, y tế

Phương pháp kéo
sợi trực tiếp


Vải nội thất
Liên kết nhiệt học
Vải may mặc

Phương pháp ướt

Liên kết hố học

Vải kỹ thuật

Hình 1.5 Phân loại vải không dệt
1.3.1 Phân loại theo phương pháp sản xuất đệm xơ
Theo phương pháp sản xuất đệm xơ vải không dệt được chia thành:
- Vải không dệt sản xuất theo phương pháp khô: Màng xơ được tạo
thành bằng công nghệ chải và cơng nghệ khí động học.
- Vải khơng dệt sản xuất theo phương pháp ướt: Màng xơ được tạo thành
theo cơng nghệ sản xuất giấy truyền thống. Q trình tạo ra màng xơ luôn
thực hiện trong trạng thái môi trường ướt.
- Vải không dệt sản xuất theo phương pháp kéo sợi trực tiếp: Màng xơ
được sản xuất theo phương pháp kéo sợi polime nóng chảy dạng filamăng.
Phạm Nhất Chi Mai

22

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.3.2 Phân loại theo công nghệ liên kết đệm xơ
Theo công nghệ liên kết đệm xơ, vải không dệt được chia thành:
- Vải không dệt liên kết cơ học: Liên kết xơ trong đệm xơ được thực hiện
bằng các tác động lực cơ học tạo ra sự ma sát giữa các xơ với nhau. Liên kết
cơ học được thực hiện trong công nghệ liên kết xuyên kim, liên kết khâu đan
và liên kết bằng tia nước cao áp.
- Vải không dệt liên kết nhiệt học: Sử dụng năng lượng nhiệt để thực
hiện liên kết các thành phần xơ nhiệt dẻo với nhau. Đệm xơ được gia nhiệt
đến nhiệt độ chảy mềm của xơ thành phần liên kết và kết hợp với lực cán ép
để liên kết các thành phần xơ trong đệm xơ với nhau.
- Vải không dệt liên kết hoá học: Sử dụng các chất liên kết dưới dạng
dung dịch, dạng nhũ tương (huyền phù), dạng pigment hoặc dạng rắn đưa vào
trong đệm xơ để thực hiện liên kết đệm xơ.
1.3.3 Phân loại theo tính năng sử dụng sản phẩm
Theo tính năng sử dụng sản phẩm, vải khơng dệt được chia thành:
- Vải không dệt sử dụng trong lĩnh vực y tế và sản phẩm vệ sinh: các sản
phẩm khăn lau, tã lót trẻ em - người già, các sản phẩm vệ sinh phụ nữ, quần
áo bệnh nhân sử dụng một lần, tấm lót dùng một lần sử dụng trong phòng mổ,
quần áo, mũ, khẩu trang bảo vệ phục vụ cho các bác sĩ và nhân viên y tế.
- Vải không dệt sử dụng trong nội thất: các sản phẩm thảm sàn nhà, vải
dán tường, vải bọc ghế…
- Vải không dệt sử dụng trong công nghiệp may mặc: các phụ liệu như
vải lót, vải dựng, vải mex, vải bảo vệ.
- Vải không dệt sử dụng trong kỹ thuật: vải bảo vệ sử dụng trong nông
nghiệp, thuỷ lợi, vải địa kỹ thuật trong xây dựng, vải lọc công nghiệp và dân
dụng, vải nội thất trong công nghiệp sản xuất ô tô, máy bay …
Phạm Nhất Chi Mai


23

Khóa 2012B


Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1.4 Công nghệ sản xuất vải không dệt
Công nghệ sản xuất vải không dệt được chia thành 2 công đoạn chính:
Cơng đoạn sản xuất đệm xơ và cơng đoạn liên kết đệm xơ.
Công đoạn sản xuất đệm xơ gồm 3 phương pháp công nghệ sau:
- Sản xuất đệm xơ theo phương pháp khơ: Đệm xơ được hình thành bằng
cơng nghệ chải trên thiết bị ngành dệt và bằng công nghệ khí động học.
- Sản xuất đệm xơ theo phương pháp ướt: Đệm xơ được hình thành trên
dây chuyền hệ thống thiết bị theo kiểu sản xuất giấy.
- Sản xuất đệm xơ theo phương pháp kéo sợi trực tiếp: Đệm xơ được
hình thành trực tiếp ngay sau quá trình kéo xơ filament.
Khối lượng sản xuất vải không dệt theo các phương pháp khác nhau trên
thế giới được biểu thị trên hình 1.6.

Hình 1.6. Khối lượng vải khơng dệt sản xuất theo các phương pháp
Công đoạn liên kết đệm xơ thường sử dụng nguyên lý liên kết xuyên
kim, liên kết khâu đan, liên kết bằng tia nước, liên kết nhiệt và liên kết hóa
Phạm Nhất Chi Mai

24

Khóa 2012B



Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

học. Sản phẩm vải không dệt sử dụng trong may mặc chủ yếu được sản xuất
theo công nghệ liên kết xuyên kim, liên kết bằng tia nước và liên kết nhiệt.
Khối lượng vải không dệt sản xuất theo các cơng nghệ liên kết chủ yếu được
biểu thị trên hình 1.7

Hình 1.7 Khối lượng vải khơng dệt sản xuất theo công nghệ liên kết chủ yếu
1.4.1 Công nghệ liên kết xuyên kim
Công nghệ liên kết xuyên kim ra đời từ đầu thế kỷ XIX và hiện nay được
sử dụng rất phổ biến tại nhiều nước trên thế giới, với thiết bị có năng suất và
trình độ tự động hố cao, sản xuất ra nhiều mặt hàng phong phú và đa dạng.
Trong quá trình liên kết xuyên kim, các xơ được định hướng sắp xếp lại theo
phương vng góc với bề mặt vải. Công nghệ liên kết xuyên kim được đặc
trưng bởi các thông số: loại kim, mật độ kim, tần số xuyên kim, tốc độ ra sản
phẩm và bề rộng máy.
Nguyên lý liên kết xuyên kim dựa trên việc sắp xếp định hướng lại một
phần xơ đang nằm theo phương ngang chuyển sang nằm theo phương thẳng
đứng trong đệm xơ nhờ tác dụng của các kim xuyên có ngạnh.
Phạm Nhất Chi Mai

25

Khóa 2012B