Ứng dụng vải không dệt trong sản xuất khẩu trang y tế

Khẩu trang y tế dùng để che miệng và mũi của bác sĩ và nhân viên y tế, cho phép giảm nguy cơ nhiễm bẩn của dịch tiết từ miệng và mũi trong phòng phẫu thuật hoặc phòng khám. Chúng dùng chủ yếu cho các bác sĩ và cán bộ y tế trong khi phẫu thuật và đồng thời để bẫy vi khuẩn trong những giọt chất lỏng và khí dung (aerosol) từ miệng và mũi của người dùng, từ đó bảo vệ cho bệnh nhân.

Khẩu trang y tế được sản xuất bằng cách sử dụng nguyên liệu là các loại vải dệt thoi, dệt kim và vải không dệt. Ngày nay, xuất phát từ quan điểm thải bỏ, dùng một lần sau khi sử dụng, nhất là ở các nước phát triển, mà hầu hết các khẩu trang y tế được làm từ màng vải không dệt. Công nghệ sản xuất vải không dệt dùng một lần, rẻ hơn công nghệ vải dệt thoi và dệt kim.

Theo định nghĩa của Hiệp hội vải không dệt EU, vải không dệt là một sản phẩm dạng tấm xơ, trong đó các xơ được sắp xếp một cách định hướng hoặc ngẫu nhiên và chúng được liên kết với nhau bằng ma sát hoặc kết dính giữa các xơ (liên kết cơ học hoặc hóa học).

Nguyên liệu để sản xuất vải không dệt là các loại xơ, sợi thiên nhiên, nhân tạo và tổng hợp. Tùy theo phạm vi ứng dụng mà người ta sử dụng, lựa chọn nguyên liệu khác nhau. Các loại xơ Polypropylen, polystryren, polycarbonate, Polyetylen, polyester, vv phù hợp cho sản xuất màng không dệt của khẩu trang y tế.

Trong những năm gần đây, nguyên liệu nhựa PP (polypropylene) được sử dụng rất rộng rãi để sản xuất từ nhựa thành xơ và màng xơ không dệt khá đơn giản và rất cạnh tranh về mặt kinh tế so với các loại nguyên liệu khác.

Các công đoạn của quy trình sản xuất vải không dệt nói chung bao gồm: tạo màng xơ, liên kết màng xơ và xử lý hoàn tất. Các sản phẩm vải không dệt đi từ nguyên liệu phổ biến như PP hay PET (polyester) là những vật liệu nhiệt dẻo, các nhà sản xuất áp dụng công nghệ kéo sợi trực tiếp từ các hạt nhựa để hình thành màng xơ, sử dụng các kỹ thuật kéo sợi nóng chảy ( spunbond) hoặc thổi chảy ( meltblown).

- Kỹ thuật kéo sợi nóng chảy (Spunbond): Nhựa polyme được làm nóng chảy, ép đùn qua các lỗ của đầu kéo sợi, được kéo giãn đến độ mảnh yêu cầu và thu gom lại thành đệm xơ.

- Kỹ thuật kéo sợi thổi chảy (Melt blown): Nhựa polyme được làm nóng chảy, ép đùn qua các lỗ của đầu kéo sợi, chịu tác động thổi của dòng khí nóng, áp suất cao, tạo thành xơ có độ mảnh cao và được thu gom lại thành màng xơ.

Để đạt được hiệu quả chất lượng và giá thành, người ta thường sản xuất các loại vải hỗn hợp 3 lớp (SMS) hoặc 5 lớp (SSMMS),… là vải không dệt được hình thành từ việc sắp xếp các lớp đệm xơ. Các lớp ngoài là màng Spunbond và lớp trong là màng Melt blown. Vải càng nhiều lớp khả năng ngăn bụi, giọt dịch, vi khuẩn càng hiệu quả, tuy nhiên cần phải đảm bảo được lưu lượng khí thở nhất định qua các lớp màng.

Khẩu trang y tế được làm ở các kích cỡ khác nhau như 17,5X9,5 cm cho người lớn, 14,5X9,5 cm cho trẻ em và 12X7 cm cho trẻ sơ sinh. Chúng có thể sản xuất với các màu khác nhau như trắng, xanh dương, xanh lá cây, vàng và hồng.

Cần phải làm rõ là khẩu trang y tế từ vải không dệt là loại dùng một lần, ngăn ngừa các vi khuẩn hay vi rút theo nguyên lý lọc. Chúng thường được tạo thành từ tối thiểu ba hoặc bốn lớp màng xơ vải không dệt:

- Lớp ngoài cùng thường là lớp màng vải không dệt spunbond, có khả năng kháng thấm nước, ngăn các hạt, vi khuẩn có kích thước lớn

- Lớp thứ hai là lớp màng vải không dệt meltblown, ngăn các hạt, vi khuẩn hoặc virus có kích thước nhỏ từ dưới 1 µm hoặc lớn hơn. Hiệu quả ngăn ngừa vi khuẩn hoặc virus thường được quyết định bởi lớp này.

- Lớp trong cùng thường là màng xơ spundbond không yêu cầu xử lý nháng nước

Một số nhà sản xuất có thể bổ sung thêm một lớp lọc hạt mịn, hoặc một lớp có bột than hoạt tính, có hoạt chất kháng khuẩn để tăng các tính năng của khẩu trang

Hiện tại, một số doanh nghiệp tại Việt Nam đã đầu tư dây chuyền, công nghệ sản xuất vải không dệt, chủ yếu là sản xuất vải không dệt spundbound để làm các lớp ngoài của khẩu trang y tế như: Công ty TNHH Sợi Vĩ Sơn, Công ty TNHH MTV Thiết bị cơ khí Trung Việt, Công ty TNHH công nghệ Tam Phú Hiệp, Công ty TNHH XNK Máy bao bì Thành long, Công ty CP XNK Hoa Nam,…

Do nguồn vải không dệt từ màng xơ meltblown để sản xuất lớp thứ hai của khẩu trang y tế rất hạn chế ở Việt Nam, phải nhập khẩu từ nước ngoài nên việc nâng cao sản sản lượng khẩu trang y tế gặp nhiều khó khăn. Trước thực tế này, nhiều doanh nghiệp dệt may đã vào cuộc, sử dụng vải kháng khuẩn để sản xuất khẩu trang vải, đáp ứng các yêu cầu cấp thiết, cung ứng kịp thời khẩu trang phòng chông bệnh COVID-19.

Hiện tại, Bộ Khoa học và Công nghệ đã công bố 04 tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với khẩu trang y tế, trong đó 01 tiêu chuẩn (TCVN 7312 : 2003) về khẩu trang lọc bụi và 03 tiêu chuẩn (TCVN 8389-1:2010, TCVN 8389-2:2010, TCVN 8389-3:2010) cho các loại khẩu trang y tế thông thường, khẩu trang y tế phòng nhiễm khuẩn, khẩu trang y tế phòng độc hóa chất.

Đối với việc đánh giá khả năng kháng khuẩn của khẩu trang, ngoài việc áp dụng tiêu chuẩn TCVN 8389-2:2010 đối với khẩu trang y tế kháng khuẩn, hiện có hai nhóm phương pháp thử để đánh giá khả năng kháng khuẩn của vải: Các phương pháp định tính gồm AATCC TM147 và AATCC TM30 (kháng nấm) (Hiệp hội Các nhà hóa dệt và hóa màu vật liệu dệt Mỹ), ISO/DIS 20645, EN ISO 20645 và ISO 11721 và SN195 920 (921 - kháng nấm) (tiêu chuẩn Thụy Sỹ); các phương pháp định lượng gồm AATCC 100, ISO 20743, JIS L1902 và ASTM E 2149. Các phương pháp thử này đã được sử dụng khá phổ biến trong giao dịch dệt may thế giới.

Công ty cổ phần Viện nghiên cứu Dệt may