Công nghệ xử lý ưa nước vật lý là phương pháp biến đổi bề mặt thân thiện với môi trường và hiệu quả. Nó sử dụng các phương tiện vật lý để xử lý bề mặt vật liệu ở quy mô micro-nano, từ đó thay đổi tính chất bề mặt của nó. Trong quá trình sản xuất của vải không dệt PP spunbond siêu mềm ưa nước , công nghệ xử lý ưa nước vật lý chủ yếu bao gồm ba phương pháp: xử lý plasma, xử lý bằng tia cực tím và xử lý bằng laser.
Plasma là một loại khí bị ion hóa bao gồm các electron, ion, nguyên tử và phân tử trung tính, có mật độ năng lượng cao và khả năng phản ứng cao. Trong quá trình xử lý plasma, vải không dệt được đặt trong môi trường plasma và các hạt năng lượng cao (như electron và ion) va chạm với các phân tử sợi trên bề mặt vải không dệt, dẫn đến sự phá vỡ và tái kết hợp các liên kết hóa học . Trong quá trình này, các gốc tự do có thể được hình thành trên bề mặt sợi. Các gốc tự do này có thể phản ứng với oxy, phân tử nước, v.v. trong không khí để tạo ra các nhóm ưa nước như hydroxyl và carboxyl, từ đó tăng cường tính ưa nước của vải không dệt.
Ưu điểm của xử lý plasma là tốc độ xử lý nhanh, hiệu quả cao và biến đổi bề mặt mà không cần thêm hóa chất. Tuy nhiên, xử lý bằng plasma cũng có thể có tác động nhất định đến các tính chất vật lý của vải không dệt, chẳng hạn như giảm độ bền và tăng độ nhám bề mặt, do đó các thông số cần được tối ưu hóa theo yêu cầu ứng dụng cụ thể.
Xử lý bằng tia cực tím là phương pháp biến đổi bề mặt vật liệu bằng hiệu ứng quang hóa của tia cực tím. Dưới bức xạ cực tím, các phân tử sợi trên bề mặt vải không dệt sẽ hấp thụ năng lượng ánh sáng, phá vỡ và tổ chức lại các liên kết hóa học, hình thành các liên kết hóa học hoặc nhóm chức năng mới. Các nhóm chức năng mới này thường có tính ưa nước, từ đó cải thiện tính chất ưa nước của vải không dệt.
Xử lý bằng tia cực tím có ưu điểm là vận hành đơn giản, chi phí thấp, bảo vệ môi trường và không gây ô nhiễm. Tuy nhiên, hiệu quả của việc xử lý bằng tia cực tím thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như loại nguồn sáng, cường độ chiếu xạ, thời gian chiếu xạ và độ sâu xử lý bị hạn chế, chủ yếu tác động lên bề mặt vật liệu trong phạm vi vài nanomet đến hàng chục nanomet. Vì vậy, đối với vật liệu không dệt có độ dày dày hơn, có thể cần phải kéo dài thời gian xử lý hoặc tăng số lần xử lý để đạt được hiệu quả ưa nước lý tưởng.
Xử lý bằng laser là việc sử dụng mật độ năng lượng cao và độ chính xác của chùm tia laser để xử lý và sửa đổi bề mặt vật liệu ở quy mô micro-nano. Trong quá trình xử lý bằng laser, chùm tia laser tập trung vào bề mặt vải không dệt, tạo ra môi trường plasma có nhiệt độ và áp suất cao khiến các liên kết hóa học trên bề mặt sợi bị đứt và tổ chức lại. Đồng thời, chùm tia laser cũng có thể hình thành các cấu trúc micro-nano trên bề mặt vật liệu như rãnh và lỗ. Các cấu trúc này làm tăng diện tích bề mặt riêng của bề mặt vật liệu, tạo điều kiện cho sự hấp phụ và khuếch tán của các phân tử nước, từ đó cải thiện tính ưa nước của vải không dệt.
Ưu điểm của xử lý bằng laser là độ chính xác xử lý cao, khả năng kiểm soát mạnh mẽ và khả năng biến đổi bề mặt mà không làm hỏng hiệu suất tổng thể của vật liệu. Tuy nhiên, giá thành của thiết bị xử lý laser cao và hiệu quả xử lý tương đối thấp, điều này hạn chế ứng dụng của nó trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
Công nghệ xử lý ưa nước vật lý có ưu điểm vượt trội trong sản xuất vải không dệt PP spunbond siêu mềm ưa nước. Thứ nhất, công nghệ này không yêu cầu sử dụng thêm hóa chất, tránh ô nhiễm môi trường và các nguy cơ mất an toàn có thể xảy ra do xử lý bằng hóa chất. Thứ hai, xử lý ưa nước vật lý có thể đạt được sự điều chỉnh chính xác bề mặt vật liệu mà không làm thay đổi hiệu suất tổng thể của vật liệu, đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất vật liệu trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Ngoài ra, xử lý ưa nước vật lý còn có ưu điểm là tốc độ xử lý nhanh, hiệu quả cao, vận hành đơn giản, giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Công nghệ xử lý ưa nước vật lý cũng phải đối mặt với một số thách thức. Đầu tiên, phạm vi áp dụng và tác dụng của các phương pháp xử lý vật lý khác nhau là khác nhau và cần phải lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp theo yêu cầu ứng dụng cụ thể. Thứ hai, độ sâu biến đổi của bề mặt vật liệu bằng cách xử lý ưa nước vật lý bị hạn chế và nó chủ yếu tác động lên bề mặt trong phạm vi từ vài nanomet đến hàng chục nanomet. Đối với các vật liệu dày hơn, có thể cần phải xử lý nhiều lần để đạt được hiệu quả ưa nước lý tưởng. Ngoài ra, chi phí của thiết bị xử lý ưa nước vật lý cao và có thể tạo ra một lượng tiêu thụ năng lượng và chất thải nhất định trong quá trình xử lý, điều này cần được tối ưu hóa và cải tiến hơn nữa.
