Procédé et caractéristiques du tissu non tissé soufflé à l'état fondu

Le procédé de fabrication du tissu non tissé soufflé à l'état fondu

Le procédé de fabrication des tissus non tissés soufflés à l'état fondu : alimentation en polymère – extrusion à l'état fondu – formation des fibres – refroidissement des fibres – formation de la nappe – renforcement en tissu.

Technologie de fusion-soufflage à deux composants

Depuis le début du XXIe siècle, le développement de la technologie des non-tissés soufflés à l'état fondu a connu des progrès rapides à l'échelle internationale.

Les sociétés Hills et Nordson, aux États-Unis, ont déjà développé avec succès une technologie de fusion-soufflage bicomposante, notamment pour les types à âme et peau, parallèles, triangulaires, etc. La finesse de la fibre est généralement proche de 2 µm et le nombre d'orifices dans le filament fusionné-soufflé peut atteindre 100 par pouce, avec un débit d'extrusion de 0,5 g/min par orifice.

Type de noyau en cuir :

Ce procédé permet de conférer aux non-tissés un toucher doux et de réaliser des produits concentriques, excentriques et irréguliers. Généralement, on utilise des matériaux peu coûteux pour le noyau, tandis que des polymères plus onéreux, aux propriétés spécifiques ou requises, constituent la couche externe. Par exemple, le polypropylène est utilisé pour le noyau et le nylon pour la couche externe, ce qui rend les fibres hygroscopiques. Le noyau est alors en polypropylène et la couche externe en polyéthylène à bas point de fusion, en polypropylène modifié, en polyester modifié, etc., matériaux pouvant servir au collage. Dans le cas des fibres conductrices en noir de carbone, le noyau conducteur est enrobé.

Type parallèle :

Ce procédé permet de conférer une bonne élasticité aux non-tissés, généralement composés de deux polymères différents ou d'un même polymère de viscosités différentes, formant ainsi des fibres bicomposantes parallèles. En exploitant les différences de retrait thermique des polymères, on peut obtenir des fibres enroulées en spirale. Par exemple, la société 3M a développé un non-tissé à base de fibres bicomposantes PET/PP obtenues par fusion-soufflage. Grâce à leur retrait différent, ces fibres forment une spirale et confèrent au non-tissé une excellente élasticité.

Type de terminal :

Il s'agit d'un autre type de composite polymère utilisé dans les trois types de fibres : feuille, croix et terminale. Lors de la fabrication de fibres antistatiques, conductrices d'humidité et conductrices, des polymères conducteurs peuvent être ajoutés en surface. Ces fibres permettent non seulement de conduire l'humidité et l'électricité, mais aussi d'obtenir des propriétés antistatiques, tout en réduisant la quantité de polymère conducteur utilisée.

Type Micro Dan :

On peut utiliser des composants exfoliants en forme de pétales d'orange, de bandes ou d'îlots. Ces composants sont obtenus par exfoliation de deux polymères incompatibles, permettant de fabriquer des réseaux de fibres ultrafines, voire de nanofibres. Par exemple, Kimberly Clark a développé une fibre bicomposante exfoliante, qui exploite les propriétés des fibres bicomposantes composées de deux polymères incompatibles. Ces fibres peuvent être exfoliées complètement en moins d'une seconde dans l'eau chaude pour former des réseaux de fibres ultrafines. Pour les composants de type îlot, il est nécessaire de dissoudre le polymère afin d'obtenir un réseau de fibres insulaires fines.

Type hybride :

Il s'agit d'un tissu non tissé composé de fibres de différentes matières, couleurs, formes de section et même de fibres parallèles à l'âme, utilisant à la fois des fibres cofilées et des fibres bicomposantes, afin de leur conférer les propriétés requises. Comparé aux produits non tissés classiques obtenus par fusion-soufflage, ce type de tissu non tissé bicomposant ou à fibres mixtes permet d'améliorer les performances de filtration du média filtrant et de lui conférer des propriétés antistatiques, conductrices, d'absorption d'humidité et de barrière renforcée ; ou encore d'améliorer l'adhérence, le moelleux et la respirabilité du tissu non tissé.

Les fibres bicomposantes soufflées à l'état fondu peuvent pallier les insuffisances des propriétés des polymères monocomposants. Par exemple, le polypropylène est relativement peu coûteux, mais son utilisation dans les dispositifs médicaux et de santé le rend sensible aux radiations. C'est pourquoi on peut utiliser le polypropylène comme âme et sélectionner un polymère résistant aux radiations pour la couche externe, résolvant ainsi le problème de la résistance aux radiations. On obtient ainsi un produit économique tout en répondant aux exigences fonctionnelles, comme pour les échangeurs de chaleur et d'humidité utilisés dans le système respiratoire en milieu médical, qui fournissent une température et une humidité naturelles adéquates. Léger, jetable ou facile à désinfecter, peu coûteux, ce type de produit peut également servir de filtre supplémentaire pour éliminer les polluants. Il peut être composé de deux nappes de fibres bicomposantes soufflées à l'état fondu, mélangées de façon homogène. Dans le cas d'une fibre bicomposante à âme et revêtement, l'âme est en polypropylène et le revêtement en nylon. Les fibres bicomposantes peuvent également adopter des sections transversales irrégulières, telles que trilobées ou multilobées, afin d'augmenter leur surface. Parallèlement, des polymères améliorant les performances de filtration peuvent être utilisés en surface ou à l'extrémité des fibres. Le tissu à deux composants en fibres d'oléfine ou de polyester soufflées à l'état fondu peut être transformé en filtres cylindriques pour liquides et gaz. Ce tissu peut également servir à la fabrication d'embouts de filtres à cigarettes. L'effet d'aspiration du noyau permet de créer des noyaux absorbants d'encre haut de gamme, ainsi que des tiges à aspiration pour la rétention et l'imprégnation de fluides.

Développement de la technologie des non-tissés soufflés à l'état fondu – nanofibres soufflées à l'état fondu

Auparavant, le développement des fibres soufflées à l'état fondu reposait sur la technologie brevetée d'Exxon, mais ces dernières années, plusieurs entreprises internationales ont réussi à dépasser cette technologie pour développer des fibres nanométriques plus fines.

La société Hills a mené des recherches approfondies sur les fibres nano-fusionnées soufflées et aurait atteint le stade de l'industrialisation. D'autres entreprises, telles que Nonwoven Technologies (NTI), ont également développé des procédés et des technologies de production de ces fibres et ont obtenu des brevets.

Pour produire des nanofibres, les orifices des buses sont beaucoup plus fins que ceux des équipements de fusion-soufflage classiques. NTI peut utiliser des buses de seulement 0,0635 millimètre (63,5 microns) ou 0,0025 pouce, et la structure modulaire de la filière permet d'atteindre une largeur totale de plus de 3 mètres. Le diamètre des fibres ainsi produites est d'environ 500 nanomètres. Le diamètre minimal d'une fibre unique peut atteindre 200 nanomètres.

L'équipement de filage par fusion-soufflage pour la production de nanofibres est doté de petits orifices de pulvérisation. Sans mesures correctives, le rendement s'en trouve inévitablement fortement réduit. C'est pourquoi NTI a augmenté le nombre d'orifices de pulvérisation, chaque plaque comportant désormais trois rangées, voire plus. L'utilisation de plusieurs composants unitaires (en fonction de leur largeur) permet d'accroître significativement le rendement du filage. Concrètement, avec des orifices de 63,5 microns, on obtient 2 880 orifices par mètre pour une filière à une seule rangée. Avec trois rangées, ce nombre atteint 8 640 orifices par mètre, soit l'équivalent de la production de fibres par fusion-soufflage classiques.

En raison du coût élevé et de la sensibilité à la rupture (fissuration sous haute pression) des filières minces à trous haute densité, diverses entreprises ont développé de nouvelles technologies de collage pour améliorer la durabilité des filières et prévenir les fuites sous haute pression.

Actuellement, les fibres non tissées non tissées non tissées non tissées non tissées non tissées peuvent être utilisées comme supports de filtration, améliorant considérablement l'efficacité de la filtration. Des données montrent également que, grâce à la finesse des fibres, il est possible d'utiliser des tissus non tissés non tissés non tissés non tissés non tissés (non tissés soufflés non tissés) plus légers ou plus lourds, en combinaison avec des composites spunbond, tout en conservant la même résistance à la pression d'eau. Les produits SMS fabriqués à partir de ces fibres non tissées non tissées non tissées peuvent ainsi réduire la proportion de fibres non tissées non tissées non tissées.

Dongguan Liansheng Non tissé Technology Co., Ltd.Fondée en mai 2020, cette entreprise est spécialisée dans la production de non-tissés à grande échelle. Elle intègre la recherche et le développement, la production et la vente. Elle fabrique des non-tissés spunbond en polypropylène (PP) de différentes couleurs, d'une largeur inférieure à 3,2 mètres et d'un grammage allant de 9 à 300 grammes.