Deux rouleaux de tissu spunbond en polypropylène de 25 g/m² peuvent passer tous les contrôles visuels tout en se comportant comme des matériaux différents sur la ligne de transformation. L'un s'intègre en douceur dans une opération de produits d'hygiène ; l'autre dépasse la limite de perméabilité à l'air du client et l'envoi est retenu à la porte. La différence est invisible à l’œil nu, mais elle apparaît immédiatement sur un débitmètre.

La perméabilité à l'air, la vitesse à laquelle l'air traverse un tissu sous une différence de pression fixe, est l'une des propriétés les plus fréquemment spécifiées lors de l'achat de non-tissés, et elle est décidée sur la chaîne de production et non dans l'entrepôt. La finesse des fibres, la structure de la bande et les conditions de liaison déterminent la valeur bien avant qu'un rouleau ne soit emballé. Ce guide explique ce que signifie la mesure, quelles normes de test s'appliquent, ce qui fait varier le nombre et comment la configuration de la ligne détermine la fenêtre de perméabilité qu'une usine peut maintenir de manière cohérente.

Ce que mesure réellement la perméabilité à l’air

La perméabilité à l'air est la vitesse à laquelle l'air circule à travers une zone connue du tissu lorsqu'une différence de pression définie est appliquée sur ses deux faces. En pratique : pincez un échantillon, aspirez de l'air à travers celui-ci à une pression définie et enregistrez la quantité d'air qui le traverse chaque seconde. Parce que le test est rapide et non destructif, il sert de contrôle de qualité de routine ainsi que de propriété de spécification.

Les résultats sont rapportés en cm ³ /cm ² /s (numériquement identique à cm/s), mm/s ou ft ³ /min/pied ² , souvent abrégé en CFM. Les conversions comptent chaque fois que deux fiches techniques se rencontrent : 1 cm ³ /cm ² /s équivaut à 10 mm/s, et 1 CFM équivaut à environ 5,08 mm/s. Une spécification indiquant simplement « 500 » n'a aucun sens tant que l'unité, la tête de test et la pression n'y sont pas attachées.

Deux normes dominent. La norme ISO 9237 est la plus largement utilisée au niveau international et s'applique généralement à un diamètre de 20 cm. ² tête d'essai à une chute de pression de 100 Pa. ASTM D737, la valeur par défaut en Amérique du Nord, applique généralement 125 Pa (0,5 pouce de colonne d'eau) sur une surface de 38 cm. ² tête. Étant donné que la surface de la tête et la pression diffèrent, les résultats des deux normes ne sont pas directement interchangeables ; un tissu lisant 300 mm/s selon la norme ISO 9237 ne lira pas 300 selon la norme ASTM D737. Exiger que toute fiche technique indique la norme, la zone de tête et la pression est la mesure la moins chère qu'un acheteur puisse prendre pour éviter les litiges.

Qu'est-ce qui fait bouger le nombre dans une toile non tissée

L'air circule à travers les canaux entre les fibres, donc tout ce qui modifie la taille, le nombre ou la continuité de ces canaux modifie la lecture. Sur une ligne de filage et de fusion, trois facteurs effectuent l'essentiel du travail.

Finesse des fibres

Les fibres plus fines emballent plus de surface et des chemins plus tortueux dans le même poids de tissu, de sorte que le flux d'air diminue. C'est la raison principale pour laquelle une couche soufflée par fusion, avec des fibres de l'ordre du micron à un chiffre, résiste beaucoup plus à l'air qu'une couche filée-liée de même grammage, et capture mieux les particules en même temps. Du côté du fusion-soufflage, l'indice de fluidité du polymère et la conception de la filière déterminent la finesse des fibres ; du côté spunbond, le denier du filament, largement ajusté en fonction de la vitesse d'étirage, déplace la perméabilité dans la même direction.

Grammage et épaisseur de base

Maintenez tout le reste constant et la perméabilité diminue à mesure que le grammage augmente, car l'air a plus de matière à traverser. La relation n’est pas linéaire ; passer de 15 à 30 g/m² ne réduit pas la lecture de moitié. La direction est cependant fiable, c'est pourquoi le grammage est la première variable à vérifier lorsque les lectures dérivent entre les rouleaux.

Collage et calandrage

Le calandrage thermique décide du degré d'ouverture de la bande. Une température et une pression de pincement plus élevées aplatissent les points de liaison et consolident la bande, fermant les canaux et abaissant la lecture ; une liaison plus légère laisse la bande plus volumineuse et plus perméable. Le motif de liaison gravé est également important, car un motif de points plus dense a une lecture inférieure à un motif grossier à poids égal. Pour examiner de plus près les paramètres impliqués, cette présentation pas à pas de la manière dont la température, la vitesse et la pression de calandrage façonnent le tissu final présente les compromis en détail.

Priorités en matière de perméabilité à l'air par application

Il n’existe pas d’objectif universel. Une couverture végétale et un champ opératoire se situent aux extrémités opposées de l’échelle, et les deux sont corrects. Ce qui change d'une application à l'autre, c'est par rapport à quoi la valeur de perméabilité doit être équilibrée.

La rangée de masques mérite d’être examinée de plus près, car elle montre à quel point une spécification de perméabilité est en réalité un contrat bilatéral. Les médias qui filtrent de manière agressive mais laissent à peine passer l'air échouent en service, car les utilisateurs l'éloignent du visage ou cessent de le porter correctement, c'est pourquoi les limites de résistance respiratoire cohabitent avec l'efficacité de filtration dans les normes sur les masques. Le maintien de ces deux valeurs dans la plage dépend en grande partie du contrôle de la finesse des fibres et de la formation d'une bande stable sur la ligne de fusion-soufflage. Les usines qui souhaitent produire cette couche en interne évaluent généralement une ligne de fusion-soufflage dédiée, soit autonome, soit dans le cadre d'une configuration composite :

Machine non tissée soufflée par fusion pour les médias de filtration Cette ligne de fusion-soufflage produit du tissu en polypropylène de petit diamètre de 18 à 300 g/m² à une vitesse de 10 à 70 m/min, donnant aux plantes la finesse des fibres et le contrôle de la bande nécessaires pour maintenir l'efficacité de filtration et la résistance respiratoire dans la plage des supports de masques. Voir le produit →

La perméabilité à l'air n'est pas la même chose que la respirabilité

« Respirabilité » est utilisé de manière vague pour deux mesures différentes, et la confusion provoque de véritables erreurs d'achat. La perméabilité à l'air suit le flux d'air à travers le tissu. Le taux de transmission de la vapeur d’eau, généralement écrit MVTR ou WVTR, suit la vitesse à laquelle la vapeur d’eau le traverse. Ils sont corrélés dans certaines structures mais pas dans d’autres : un film respirant peut laisser passer facilement la vapeur tout en bloquant presque complètement le flux d’air, ce qui est exactement le fonctionnement de nombreuses feuilles de fond hygiéniques. Lorsqu'un client demande un tissu « respirant », la prochaine question productive est de savoir s'il s'agit de flux d'air, de transmission de vapeur ou des deux, car les méthodes de test, les unités et les implications des machines diffèrent toutes.

Comment la configuration de ligne définit la fenêtre de perméabilité

Chaque ligne de filage-fusion possède une plage de perméabilité qu'elle peut atteindre avec un polymère et une recette donnés, et la configuration du faisceau est la décision la plus importante derrière cette plage.

Structures ouvertes : lignes S et SS

Une ligne S à faisceau unique produit les tissus les plus ouverts et les plus perméables de la famille des fils filés. Cette ouverture est une caractéristique des sacs à provisions, des emballages, des couvertures agricoles et des supports de meubles, et les lignes modernes à faisceau unique atteignent les faibles deniers et les rendements élevés exigés par ces marchés. Les lignes SS ajoutent un deuxième faisceau rotatif, échangeant une certaine ouverture contre l'uniformité et la capacité de faire passer des tissus plus légers et plus uniformes pour l'hygiène et l'essuyage des substrats. L'équipement derrière cette classe de tissu est une ligne S à faisceau unique spécialement conçue :

Machine non tissée Spunbond S à faisceau unique Une ligne spunbond à faisceau unique exécutant un tissu de 10 à 200 g/m² à une vitesse de 9 à 150 m/min rend les tissus ouverts à haute perméabilité adaptés aux sacs à provisions, aux emballages et aux couvertures agricoles évoqués juste avant ce point. Voir le produit →

Barrière à débit d'air contrôlé : SMS, SMMS et SMMSS

L'ajout de poutres soufflées par fusion crée la famille SMS, où une ou deux couches soufflées par fusion se trouvent entre les couches spunbond. Chaque couche soufflée par fusion réduit la perméabilité et augmente la performance de la barrière, ce qui est précisément la base sur laquelle sont construits les textiles médicaux et les produits d'hygiène haut de gamme. Le choix entre S, SS, SMS, SMMS et SMMSS dépend moins de ce qui est le meilleur que de l'équilibre entre la perméabilité et la barrière que l'application cible paie réellement. Pour les substrats médicaux et d’hygiène premium, la plateforme performante ressemble à ceci :

Machine non tissée composite PP SMS Combinant des faisceaux filés-liés et soufflés par fusion, cette plate-forme SMS produit des tissus de 9 à 70 g/m² jusqu'à 350 m/min, offrant l'équilibre perméabilité-barrière requis par les textiles médicaux et les substrats hygiéniques de qualité supérieure. Voir le produit →

Dans une configuration donnée, la configuration du calandrage, le chargement par fusion-soufflage et la sélection du polymère permettent d'affiner l'endroit où une recette atterrit dans la fenêtre. C'est pourquoi les fournisseurs de machines sérieux s'interrogent sur les propriétés du tissu cible, y compris la plage de perméabilité, avant de citer une ligne : l'équipement doit être conçu en fonction des spécifications, et non l'inverse.

Cinq vérifications avant d'approuver un tissu ou une ligne

1. Nommez la norme et les conditions. Acceptez les spécifications écrites sous la forme ISO 9237 avec la surface de tête et la pression indiquées, ou ASTM D737 dans les mêmes termes, et rejetez les chiffres nus.
2. Réparez l'unité. Indiquez mm/s ou CFM dans le contrat et convertissez avant de comparer les chiffres, à environ 5,08 mm/s par CFM.
3. Conditionnez les échantillons de la même manière. Les lectures du débit d'air changent avec la température et l'humidité, donc testez après conditionnement dans une atmosphère textile standard d'environ 20-21°C et 65 % d'humidité relative.
4. Demandez le contexte du processus. Les réglages du grammage, du denier du filament et de la calandre permettent d'attribuer un écart à une cause au lieu d'en discuter.
5. Vérifiez sur votre propre ligne de conversion. Le laminage, le gaufrage et la conversion thermique interagissent tous avec l'ouverture de la bande, et un tirage pilote sur rouleau coûte bien moins cher qu'un envoi rejeté.

Aucun de ces contrôles ne coûte cher et, ensemble, ils évitent l'argument le plus courant dans l'approvisionnement en non-tissés : deux parties proposant le même tissu avec des numéros différents. Lorsque la plage cible elle-même constitue le problème, lorsqu'un acheteur a besoin d'une fenêtre de perméabilité que la recette actuelle ne peut pas atteindre, la solution se fait généralement en amont, dans la configuration des poutres, dans le chargement par fusion-soufflage ou dans la conception de liaison. C'est à ce niveau que nous travaillons : en tant que fabricant de lignes complètes PP spunbond et meltblown, du SMMSS à une seule poutre au SMMSS à cinq poutres, dans des largeurs de 1 600 à 4 200 mm, nous construisons la ligne de production autour des propriétés du tissu qu'un client doit posséder, y compris la perméabilité à l'air. Si vous envisagez une nouvelle ligne par rapport à une spécification axée sur la perméabilité, vous êtes invités à parler des options de configuration avec nos ingénieurs avant de vous engager.