Cos'è il tessuto non tessuto SMS e perché la struttura è importante

Il tessuto non tessuto SMS è un composito a tre strati realizzato come Spunbond–Meltblown–Spunbond . Gli strati esterni di spunbond forniscono robustezza e resistenza all'abrasione, mentre lo strato intermedio soffiato a fusione fornisce prestazioni di barriera a fibra fine (filtrazione e resistenza ai fluidi). Questa architettura di “forza barriera” è il motivo per cui l’SMS è ampiamente utilizzato per camici medici, teli, maschere e coperture protettive industriali.

Quando le persone chiedono: " Come viene prodotto il tessuto non tessuto SMS? ” La risposta breve è: il polipropilene (PP) viene fuso ed estruso in filamenti continui per strati spunbond, microfibre per meltblown, quindi i tre nastri vengono combinati e legati termicamente in un unico rotolo con grammatura, struttura dei pori e modello di legame controllati.

Materie prime e configurazione della linea utilizzata per realizzare gli SMS

Selezione del polimero e qualità della fusione

La maggior parte degli SMS è prodotta in polipropilene perché viene lavorato in modo pulito, forma filamenti/microfibre stabili e offre un ottimo rapporto costo/prestazioni. Nella produzione, la consistenza della resina è importante: il controllo dell'umidità, la filtrazione (pacchi schermo) e il flusso di fusione stabile riducono gel e graniglia che possono creare punti deboli o fori di spillo nello strato barriera.

Una vista pratica della disposizione delle apparecchiature

Una linea SMS tipicamente integra tre stazioni di formazione nastro (S M S) allineate su un nastro di formatura mobile, seguite da unione (spesso calandratura), finitura (taglio, avvolgimento) e ispezione in linea. Il principio fondamentale della progettazione è mantenere stabile ciascuna rete finché non viene consolidata; lo strato soffiato a fusione è particolarmente sensibile al flusso d'aria, all'elettrostatica e alle correnti d'aria.

• Estrusori (spesso separati per spunbond e meltblown) con pompe di fusione per una produttività stabile
• Filiere/filiere: filiera per filamenti spunbond e filiera meltblown con sistema di attenuazione dell'aria calda
• Trafilatura/trattamento aria: aria di raffreddamento per spunbond, aria calda ad alta velocità per meltblown
• Stesura del nastro e controllo elettrostatico (per ridurre le vibrazioni e i difetti del nastro)
• Incollaggio termico (rulli della calandra) e trattamenti superficiali opzionali (ad esempio, finitura idrofila)

Passo dopo passo: come viene prodotto il tessuto non tessuto SMS

Di seguito la sequenza pratica di produzione utilizzata sulla maggior parte delle linee SMS integrate. Le temperature esatte e le velocità della linea variano in base al tipo di resina, al GSM target, al modello di collegamento e ai requisiti di utilizzo finale (medico o industriale).

1. La resina PP viene essiccata/condizionata (secondo necessità) e inserita negli estrusori per creare un polimero fuso stabile.
2. Primo spunbond (S1): la massa fusa viene estrusa attraverso una filiera, raffreddata e trafilata per formare filamenti continui. Questi filamenti sono disposti su un nastro mobile come un nastro uniforme.
3. Meltblown (M): il polimero viene estruso attraverso una matrice meltblown e attenuato dall'aria calda ad alta velocità per creare microfibre. Il flusso di microfibra viene raccolto come un sottile nastro ad elevata superficie direttamente sugli strati spunbond (o tra di essi).
4. Secondo spunbond (S2): un secondo tessuto spunbond viene formato sopra lo strato meltblown per completare la struttura a sandwich.
5. Incollaggio termico: il composito a tre strati passa attraverso rulli di calandra riscaldati. I punti di legame fondono gli strati senza far collassare completamente la rete dei pori. Il modello di adesione e la pressione del nip sono ottimizzati per bilanciare forza e barriera.
6. Finitura: trattamenti topici opzionali (ad esempio, tensioattivo idrofilo per assorbenza, finitura antistatica) vengono applicati a seconda dell'uso finale.
7. Avvolgimento e trasformazione: il tessuto viene rifilato, tagliato in larghezza, avvolto in rotoli ed etichettato con tracciabilità del lotto. L'ispezione in linea segnala fori, punti sottili e contaminazione.

Informazioni sulla produzione: lo strato meltblown di solito determina le prestazioni della barriera, ma gli strati spunbond influenzano pesantemente la macchinabilità e la durata meccanica. Ottimizzare gli SMS è quindi un atto di bilanciamento, non “massimizzare il meltblown a tutti i costi”.

Parametri di processo chiave che controllano GSM, resistenza e barriera

Obiettivi di grammatura (GSM) e suddivisioni degli strati

Gli SMS vengono comunemente prodotti in un'ampia gamma di grammature a seconda dell'applicazione. Come punto di riferimento pratico, molti prodotti SMS medici e igienici rientrano nel ~15–60 GSM gamma, con gradi più pesanti utilizzati quando la resistenza alla perforazione/strappo è fondamentale. Una leva ingegneristica frequente è la suddivisione S/M/S (quanto GSM è allocato su ogni strato) per regolare la traspirabilità rispetto alla barriera.

Attenuazione meltblown e struttura dei pori

Le prestazioni della barriera sono fortemente legate al diametro della fibra soffiata a fusione e all'uniformità del velo. Fibre più fini (spesso ~1–5μm ) aumentano l'area superficiale e riducono la dimensione dei pori, migliorando la filtrazione e la resistenza ai fluidi. Tuttavia, un'attenuazione eccessivamente aggressiva o un trattamento dell'aria instabile possono causare fibre “irregolari”, punti sottili o una grammatura incoerente, che è una causa comune di guasti alla barriera.

Finestra di termosaldatura (resistenza vs. traspirabilità)

La temperatura del calendario, la pressione di contatto e il modello di legame determinano il grado di fusione delle fibre nei punti di legame. Un legame insufficiente riduce la resistenza alla trazione/allo strappo e può portare alla delaminazione. Un'eccessiva adesione può far collassare i pori e ridurre la morbidezza e la traspirabilità. L'ottimizzazione pratica di solito punta a un'integrità del legame stabile proteggendo allo stesso tempo lo strato meltblown da uno schiacciamento eccessivo.

Controlli di controllo qualità utilizzati sulle linee di produzione SMS

Gli SMS sono spesso prodotti per usi regolamentati o ad alta affidabilità, quindi il controllo qualità combina generalmente il monitoraggio in linea (uniformità del peso, fori) con test di laboratorio (resistenza, barriera). L'obiettivo è confermare che lo strato meltblown è continuo e che il legame è sufficientemente forte da prevenire la delaminazione durante la trasformazione e l'uso finale.

Misurazioni comuni in linea e in laboratorio

• Mappatura del peso base (profilo GSM su tutta la larghezza) per rilevare bande o striature sottili
• Prestazioni a trazione e lacerazione per convalidare l'integrità dello spunbond e l'adeguatezza del legame
• Controlli delle barriere come la colonna d'acqua o la penetrazione del sangue sintetico (a seconda dell'applicazione)
• Metriche di filtrazione (ad esempio BFE/PFE) durante la produzione di maschere mediche o SMS di grado filtro
• Ispezione visiva dei difetti: fori di spillo, gel, materiale estraneo, delaminazione e incollaggio irregolare

Logica pratica di accettazione: Se un rullo supera i bersagli meccanici ma fallisce i bersagli barriera, la causa principale è spesso l'uniformità del meltblown (bilanciamento dell'aria, condizioni dello stampo, stabilità della produttività). Se la barriera è buona ma la resistenza è debole, la finestra di legame o il contributo dello spunbond rappresentano spesso il collo di bottiglia.

Risoluzione dei problemi: difetti di fabbricazione comuni e come risolverli

Poiché l'SMS si basa su un delicato strato intermedio soffiato a fusione, molti problemi di produzione si manifestano come guasti alla barriera, striature o aspetto incoerente. L'approccio più efficiente alla risoluzione dei problemi consiste nell'isolare se il problema ha origine nel flusso di fusione, nel trattamento dell'aria, nella stesura del nastro o nell'incollaggio.

Sintomi tipici e azioni correttive

• Zone stenopeiche o a barriera bassa: controllare la pulizia dello stampo soffiato a fusione, le condizioni del pacco filtri e il bilanciamento dell'aria; verificare la stabilità della grammatura dello strato M.
• Sfarfallio del nastro/disposizione irregolare: rivedere le bozze intorno all'area di formatura, il controllo elettrostatico e le impostazioni del vuoto del collettore.
• Delaminazione tra strati: confermare la temperatura di incollaggio/pressione del nip; garantire che il composito entri nel calendario con una tensione del nastro stabile e senza contaminazione.
• Sensazione di mano dura o struttura schiacciata: ridurre la gravità del legame (temperatura/pressione) o regolare il modello di legame; verificare le condizioni del rullo della calandra.
• Strisce o bande in larghezza: cercare danni al labbro dello stampo, distribuzione irregolare dell'aria o produttività incoerente del polimero.

Specifiche SMS tipiche per applicazione

Gli SMS non sono un unico tessuto “taglia unica”. I produttori in genere selezionano la grammatura, la suddivisione degli strati e il modello di incollaggio in base alle prestazioni dell'uso finale. Gli esempi seguenti illustrano come i requisiti pratici si associano alle scelte di produzione.

In conclusione: La produzione di SMS ha successo quando lo strato soffiato a fusione è uniforme e protetto e gli strati spunbond sono sufficientemente legati da garantire una manipolazione duratura senza sacrificare la struttura dei pori progettata.