Comment sont structurées les machines non tissées : de la matière première au rouleau fini

Les « machines non tissées » ne sont pas une seule machine : il s'agit d'un système de production qui convertit le polymère ou les fibres en une bande, puis les lie, les finit et les enroule en un rouleau vendable. Comprendre les types et les utilisations des machines non tissées commence par la cartographie des processus : formation de la bande → collage → finition/conversion . Différentes technologies (spunbond, meltblown, spunlace, aiguilletage, liaison thermique et autres) diffèrent principalement par la manière dont la bande est formée et liée, ce qui détermine directement le coût, la résistance, la douceur, l'efficacité de filtration et l'adéquation réglementaire aux marchés finaux.

En termes pratiques, la plupart des lignes comprennent l'alimentation/le dosage des matériaux, l'équipement de formation de bandes, les modules de liaison, l'inspection, le découpage/refendage et le bobinage. Votre cible de produits (par exemple, lingettes, filtration ou géotextiles) détermine les types de machines non tissées dont vous avez besoin et celles que vous devriez éviter.

• Si la ligne part de granulés de polymère, il s'agit généralement d'un filé par extrusion route (spunbond / meltblown / SMS composite).
• Si la ligne part de fibres discontinues (polyester, viscose, mélanges de coton), il s'agit généralement d'un cardé/airlaid voie suivie d'un collage (spunlace, aiguilletage, thermique, chimique).
• Si l’objectif est un volume très absorbant (soins féminins, incontinence adulte), attendez-vous à collage airlaid ou des hybrides multicouches.

Types de base de machines non tissées (et à quoi elles servent le mieux)

Vous trouverez ci-dessous une comparaison pratique des principaux types de machines non tissées. Utilisez-le comme « premier filtre » avant d'évaluer les fournisseurs, les largeurs de lignes ou le niveau d'automatisation.

Machines Spunbond : la bête de somme pour les non-tissés jetables en grand volume

Les lignes Spunbond convertissent le polymère (généralement du polypropylène) en filaments continus, les déposent en une bande et lient la bande, généralement à l'aide de rouleaux de calandre chauffés. Ce type de machine non tissée est utilisé lorsque vous avez besoin d’une qualité constante avec un rendement très élevé et un coût par mètre carré compétitif.

À quoi servent les machines spunbond

• Hygiène : feuilles de dessus/couches de fond, revers des jambes et couches barrières (souvent faisant partie des structures S/SS/SSS).
• Produits médicaux jetables : casquettes, couvre-chaussures, champs et substrats de blouses (souvent associés à du meltblown dans SMS).
• Emballage et agriculture : housses légères, sacs à provisions, tissus phytosanitaires.

Plages de performances typiques qui affectent la rentabilité du produit

Les lignes commerciales de spunbond peuvent être conçues pour des vitesses de convoyeur/enrouleur très élevées (par exemple, les vitesses maximales publiées autour de 1 200 m/min sur convoyeur ) et des grammages légers jusqu'à g/m² à un chiffre pour certaines configurations.

La consommation d’énergie est un facteur majeur des coûts d’exploitation. Certains fabricants d'équipements publient des besoins énergétiques de l'ordre de ~1,0 à 1,2 kWh par kilogramme pour des technologies spunbond spécifiques, ce qui est utile comme point de départ pour une analyse comparative lorsque vous comparez les offres de lignes.

Conseils pratiques : Si votre modèle commercial repose sur des substrats hygiéniques de base, les machines non tissées spunbond sont généralement la première technologie évaluée car elles sont évolutives et s'intègrent bien dans les structures composites (SSS, SMS).

Machines Meltblown : où les performances de filtration sont conçues

Les machines non tissées fondues utilisent de l'air à grande vitesse pour atténuer la fusion du polymère en microfibres. Le « cas d’utilisation » clé n’est pas la résistance du volume, mais surface et structure des pores , ce qui se traduit par une efficacité de filtration et des performances de capture des particules lorsqu'il est correctement conçu et chargé (électret) pour certains médias.

À quoi servent les machines de fusion-soufflage

• Médias de filtration de l'air et des liquides (CVC, respirateurs/masques, filtres industriels).
• Absorbants pour le nettoyage pétrolier/chimique où la structure des fibres fines améliore le comportement d’absorption.
• Couches barrières à l'intérieur des composites (SMS/SMMS) pour améliorer la résistance aux fluides et le blocage des particules.

Points de données importants lors de la spécification des équipements de fusion-soufflage

Les plages typiques de grammage fondu-soufflé sont souvent citées de manière générale (par exemple ~20-200 g/m² comme une plage « typique » commune dans une plage réalisable plus large), et la meilleure cible dépend de la chute de pression, de l’efficacité et des besoins de stratification en aval.

La vitesse de ligne peut varier considérablement selon la classe de produit et d'équipement ; des systèmes de fusion-soufflage à l'échelle pilote sont parfois spécifiés à ~1 à 100 m/min , soulignant à quel point la stabilité des processus et l'uniformité du Web peuvent être plus limitantes que la vitesse purement mécanique dans les contextes de développement.

Conseils pratiques : Si votre proposition de valeur principale est la performance de filtration, vous devez évaluer les machines de fusion-soufflage dotées de capacités de mesure de qualité laboratoire (chute de pression, efficacité par rapport à la taille des particules, cartographie de l'uniformité), et pas seulement avec la sortie de la plaque signalétique.

Machines pour non-tissés composites (SMS/SMMS) : renforcer la résistance de la barrière en un seul rouleau

Les SMS (spunbond-meltblown-spunbond) et les composites associés combinent la résistance et la manipulation du spunbond avec la contribution de barrière ou de filtration du meltblown. Ces lignes sont utilisées lorsque le produit final doit être à la fois mécaniquement robuste et résistant aux fluides/particules (par exemple, les matériaux de protection médicale).

Certaines plates-formes composites publient des chiffres de débit d'analyse comparative tels que ~270 kg/h par mètre largeur du faisceau pour le spunbond et ~70 kg/h par mètre pour les composants soufflés par fusion, ce qui peut vous aider à vérifier l'intégrité des propositions des fournisseurs et à calculer la capacité par largeur installée.

À quoi servent les lignes composites

• Substrats pour vêtements médicaux : blouses, champs, combinaisons nécessitant des performances de barrière.
• Composants de barrière hygiénique où des couches respirantes mais résistantes aux fluides sont nécessaires.
• Utilisations de protection industrielle où la cohérence et le contrôle rouleau à rouleau sont essentiels.

Conseils pratiques : Dans les lignes composites, la qualité de l'intégration (uniformité des couches, cohérence du collage, gestion des défauts) détermine souvent le rendement vendable autant que la vitesse nominale.

Machines de spunlace (hydroenchevêtrement) : le premier choix pour les lingettes et le toucher « textile »

Les machines non tissées Spunlace lient une bande en enchevêtrant les fibres à l’aide de jets d’eau à haute pression. Il est largement utilisé pour les lingettes car il peut offrir douceur, drapé et peu pelucheux tout en évitant les liants chimiques pour de nombreuses conceptions de produits.

À quoi servent les machines de spunlace

• Lingettes grand public et industrielles (lingettes sèches, lingettes pré-humidifiées selon transformation).
• Écouvillons médicaux, pansements et lingettes compatibles avec les salles blanches (une fois validées).
• Structures composites utilisant le spunbond comme bande porteuse pour améliorer la résistance et la stabilité du traitement.

Plages de fonctionnement typiques et pourquoi elles sont importantes

Les références de l'industrie décrivent des vitesses standard d'hydro-enchevêtrement s'étendant sur environ 5 à 300 m/min pour les applications filées (avec des vitesses plus élevées possibles dans certains contextes) et applicabilité sur des grammages faibles à très lourds en fonction de la conception.

Les brochures d'équipement pour les systèmes de filage à grande vitesse publient des cibles au niveau du module (par exemple, le cardage conçu pour les lingettes jusqu'à ~400 m/min et vitesse de mise en page Web jusqu'à ~200 m/min dans certains concepts de ligne), soulignant que le goulot d'étranglement est souvent le système intégré plutôt qu'un composant unique.

Conseils pratiques : La sélection des machines Spunlace doit se concentrer sur la gestion de l'eau et de l'énergie, la stratégie de maintenance des buses et la capacité de séchage, car celles-ci définissent souvent la disponibilité et le coût par rouleau dans la production de lingettes.

Machines d'aiguilletage : résistance conçue pour les géotextiles, les feutres et la filtration industrielle

Les machines d'aiguilletage des non-tissés enchevêtrent mécaniquement les fibres à l'aide d'aiguilles barbelées qui perforent à plusieurs reprises la bande. Cela produit des tissus et des feutres épais et durables avec une forte stabilité dimensionnelle et une forte résistance à l'abrasion, ce qui en fait une technologie dominante pour les applications industrielles et de génie civil.

À quoi servent les machines d’aiguilletage

• Géotextiles pour couches de séparation, filtration, renforcement et drainage.
• Feutres intérieurs automobiles (isolation, acoustique), isolation des bâtiments et sous-couches.
• Feutres de filtration industriels là où l'épaisseur et la capacité de rétention de la poussière sont importantes.

Vérification de la réalité en matière de vitesse et de débit

Les vitesses des lignes d’aiguilletage varient considérablement en fonction du grammage et de la densité du poinçon. Les références pratiques notent que les produits plus légers peuvent dépasser ~25 m/min et certaines lignes sont citées autour ~40 m/min pour certains produits, alors que les structures lourdes peuvent fonctionner beaucoup plus lentement pour atteindre le nombre de poinçons et la résistance requis.

Conseils pratiques : Pour les projets d'aiguilletage, ne dimensionnez pas la capacité uniquement en fonction de la vitesse nominale : calculez le débit en utilisant le g/m² cible, la largeur effective et des hypothèses réalistes de densité de perforation/durée de disponibilité.

Machines de support qui déterminent souvent la qualité : finition, inspection, refendage et bobinage

De nombreux problèmes de performances attribués à « la machine non tissée » sont en réalité des problèmes de finition ou de manutention des rouleaux. Les modules de finition font la différence entre un tissu de qualité laboratoire et un rouleau de qualité production qui peut fonctionner sur le convertisseur d'un client sans interruption.

Modules communs de finition et de manutention (et leur utilisation)

• Coupe des bords et guidage de la bande : réduit les plis et améliore la géométrie des rouleaux pour la transformation en aval.
• Inspection en ligne (cartographie optique/défauts) : indispensable pour les marchés de l'hygiène et du médical où la contamination ou les trous génèrent des rejets.
• Refendage/rembobinage et contrôle de la tension : essentiels pour un déroulement constant dans les lignes de conversion de couches ou de lingettes.

À titre de référence pratique, certaines spécifications principales d'enrouleurs/découpeuses sur le marché publient des vitesses de machine de l'ordre de centaines de mètres par minute (par exemple, classe ~450 m/min pour certains enrouleurs), mais la vitesse utilisable dépend fortement de la rigidité de la bande, de son épaisseur, de son comportement statique et du diamètre du rouleau.

Choisir la bonne machine pour non-tissés : un cadre décisionnel qui évite des inadéquations coûteuses

Le choix parmi les types de machines non tissées doit commencer par des exigences mesurables en matière de produit final, et non par une brochure du fournisseur. Utilisez le cadre ci-dessous pour relier « l'utilisation » au « type de machine » avec moins d'hypothèses.

Étape 1 : définir la cible fonctionnelle (exemples)

• Douceur peu pelucheuse : généralement des structures cardées à liaison thermique ou en spunlace de qualité supérieure.
• Résistance de la barrière (fluides/particules) : généralement des composites SMS/SMMS.
• Haute résistance à faible g/m² : généralement spunbond (S/SS/SSS).
• Solidité et résistance à l’abrasion : généralement des feutres aiguilletés.

Étape 2 : vérifiez si votre KPI clé est piloté par les fibres, le collage ou la finition

1. Si l'efficacité de la filtration est le KPI, le choix des machines se concentre sur la conception des filières de fusion-soufflage, la stabilité du processus et la stratégie de chargement/finition.
2. Si la douceur et le drapé sont les KPI, le choix des machines se concentre sur la configuration des jets filés, le mélange de fibres et le contrôle du séchage.
3. Si le taux de défauts détermine la rentabilité, la finition (inspection, bobinage, détourage) produit souvent le retour sur investissement le plus rapide.

Étape 3 : valider la capacité avec une simple estimation du débit

Utilisez une estimation prudente avant de vous engager sur une taille de ligne :

Débit (kg/h) ≈ vitesse de ligne (m/min) × largeur effective (m) × grammage (g/m²) × 60 ÷ 1000 × temps de disponibilité

Conclusion : La même ligne de 3,2 m peut se comporter comme deux usines différentes en fonction du GSM et de la disponibilité. Exigez donc des fournisseurs qu'ils fournissent des performances garanties selon vos grammages cibles, et pas seulement une revendication de vitesse maximale.

« Recettes » typiques du produit final et les combinaisons de machines qui les sous-tendent

Vous trouverez ci-dessous les filières de produits courantes qui relient les utilisations de machines non tissées aux choix de ligne typiques. Considérez-les comme des points de départ ; les conceptions réelles dépendent des normes, de la qualification des clients et des objectifs de coûts.

Conclusion : Faire correspondre les exigences des produits avec le bon itinéraire de machines est le moyen le plus rapide d'éviter les actifs bloqués, en particulier parce que de nombreuses qualités de non-tissés ne sont pas « convertibles » d'une technologie à l'autre sans modifier les principes fondamentaux de performance.

Mise en service et contrôle qualité : que mesurer pour chaque type de machine

Quel que soit le type de machine, votre capacité dépend de votre discipline de mesure. Lors de la mise en service et de la qualification du client, établissez une courte liste de KPI qui correspondent à l'utilisation prévue du non-tissé.

KPI universels (presque tous les clients non tissés s'en soucient)

• Uniformité du grammage (cartographie CD/MD) et stabilité rouleau à rouleau.
• Résistance à la traction et allongement (MD/CD) adaptés à la méthode de conversion.
• Taux de défauts : trous, fines taches, inclusions, fissures de bords, gels (lignes polymères).

KPI spécifiques à la technologie (exemples)

• Spunlace : indice de peluchage, taux d'absorption/capacité, corrélation douceur/panneau main.
• Meltblown : courbe de chute de pression en fonction de l'efficacité, distribution du diamètre des fibres, rétention de charge (le cas échéant).
• Aiguillage : résistance à la perforation, reprise d’épaisseur, abrasion et stabilité dimensionnelle.

Conseils pratiques : Établissez des « fenêtres d’acceptation » liées à l’utilisation finale. Par exemple, un client de lingettes peut accepter une variation de traction plus large qu'un client de barrières médicales, tandis que les clients de filtration rejetteront des lots en fonction de la dérive efficacité/chute de pression, même si la traction est stable.