Differenza fondamentale in una frase

Spunbond e meltblown sono entrambi processi non tessuti a base polimerica, ma sono progettati per risultati diversi: lo spunbond è ottimizzato per resistenza e struttura , mentre meltblown è ottimizzato per la barriera e la filtrazione delle fibre fini .

Una regola pratica: se il prodotto deve sopravvivere alla manipolazione, alla cucitura, all’abrasione o alla flessione ripetuta, lo spunbond è solitamente lo “scheletro”. Se il prodotto deve fermare le particelle fini o le goccioline in modo efficiente, il meltblown è solitamente il “nucleo del filtro”.

Come viene prodotto il tessuto non tessuto spunbond (e cosa implica)

Spunbond forma una rete da filamenti continui . Il polimero (più comunemente polipropilene) viene fuso, estruso attraverso filiere, disegnato per orientare e rinforzare i filamenti, adagiato su un nastro mobile, quindi legato (tipicamente saldatura termica di calandre).

Fasi tipiche del processo spunbond

1. Estrusione da fusione attraverso filiera (formazione di filamenti)
2. Prelievo/attenuazione dell'aria (l'orientamento molecolare aumenta la forza)
3. Deposizione del nastro su un trasportatore (deposizione di filamenti randomizzata)
4. Legame (legame puntuale, legame ad area o legame attraverso l'aria a seconda della sensibilità/forza del target)
5. Finissaggio (idrofilo/idrofobo, antistatico, UV, ritardante di fiamma, stampa, laminazione)

Cosa ottieni tipicamente dallo spunbond

• Elevata resistenza alla trazione e allo strappo per grammo perché i filamenti sono continui e ben orientati.
• Buone prestazioni di trasformazione (taglio, piegatura, cucitura, saldatura ad ultrasuoni) senza eccessiva formazione di pelucchi.
• La traspirabilità e la drappeggiabilità dipendono fortemente dalla grammatura, dal modello di giunzione e dalla finitura.

Come viene prodotto il tessuto non tessuto meltblown (e perché filtra così bene)

Meltblown utilizza aria calda ad alta velocità per attenuare il polimero fuso microfibre che sono un ordine di grandezza più fini dei filamenti spunbond. Queste fibre più fini creano un'area superficiale molto maggiore e percorsi dei pori più piccoli, motivo per cui il meltblown è il cavallo di battaglia per la filtrazione e gli strati barriera.

Fasi tipiche del processo di fusione a fusione

1. Sciogliere l'estrusione attraverso una filiera con molti piccoli orifizi
2. I flussi di aria calda attirano le fibre fino a diametri su scala microscopica
3. Le fibre vengono raccolte come una rete autolegata (spesso con un legame aggiuntivo minimo)
4. Carica elettrete opzionale (trattamento elettrostatico) per aumentare la cattura di particelle fini con una bassa caduta di pressione

Quello che ottieni tipicamente da Meltblown

• Eccellente potenziale di filtrazione grazie a ~1–5μm fibre ed elevata area superficiale.
• Bassa resistenza meccanica da sola; è comunemente laminato tra strati spunbond (SMS/SMMS).
• Le prestazioni sono altamente sensibili all'uniformità della fibra, alla stabilità dell'elettrete, alla grammatura e alle condizioni di conservazione.

Differenze di prestazioni che contano nei prodotti reali

Forza e durata

Lo spunbond generalmente vince in termini di resistenza perché i filamenti continui trasferiscono il carico meglio delle microfibre corte e autolegate. Nelle schede tecniche dei fornitori, è comune vedere la resistenza alla trazione dello spunbond aumentare rapidamente con la grammatura; per esempio, valori intorno ~40–60 N/5 cm (MD) può apparire nell'intervallo di circa 20–25 g/m², mentre il meltblown a g/m² simili è in genere molto inferiore e più soggetto a strappi durante la conversione.

Se un componente deve essere stretto (struttura della maschera con passante per l'orecchio, cuciture del camice, rivestimento, imballaggio), lo spunbond è solitamente lo strato di base più sicuro. Se il componente deve essere protetto solo all'interno di un laminato, è appropriato il meltblown.

Filtrazione e barriera

Le fibre sottili di Meltblown migliorano la cattura mediante molteplici meccanismi (intercettazione, impatto inerziale, diffusione/movimento browniano). Quando caricato con elettrete, il meltblown può migliorare la cattura delle particelle fini senza bisogno di reti estremamente dense, il che aiuta a mantenere gestibile la resistenza respiratoria nelle maschere.

Nelle offerte pratiche del mercato, 25 g/m² I media filtranti meltblown sono spesso commercializzati con affermazioni di filtrazione batterica/particellare (spesso ~95–99% a seconda del metodo di analisi e del trattamento). Il vero elemento di differenziazione non è solo “MB vs SB”, ma anche se il meltblown è progettato (e verificato) per lo standard target.

Traspirabilità e caduta di pressione

Lo spunbond ha spesso pori più grandi e una maggiore permeabilità all'aria a un dato g/m², il che può renderlo più traspirante. Il meltblown può essere progettato per una resistenza inferiore, ma se si spinge il meltblown a una densità troppo elevata per perseguire l'efficienza senza il trattamento con elettrete, la caduta di pressione può aumentare rapidamente.

Un errore comune nell'approvvigionamento è specificare solo l'efficienza di filtrazione e il GSM, senza specificare la resistenza consentita (caduta di pressione). Per le applicazioni respiratorie e HVAC, in genere sono necessari entrambi gli obiettivi per evitare "filtri che funzionano sulla carta ma falliscono in termini di comfort o costi energetici".

Quando utilizzare spunbond, meltblown o un composito come SMS/SMMS

Molti prodotti ad alte prestazioni combinano entrambe le tecnologie in modo che ogni livello faccia ciò che sa fare meglio. Il composito più comune è SMS (Spunbond–Meltblown–Spunbond) , con meltblown come nucleo della barriera e spunbond come strati esterni protettivi.

Utilizzare lo spunbond quando la priorità è la struttura

• Articoli riutilizzabili o semidurevoli (borse per la spesa, coperture protettive, teli agricoli)
• Substrati che devono essere trasformati in modo aggressivo (cuciture, saldature, laminazione, taglio)
• Componenti igienici in cui prevalgono la resistenza e il costo per area (backsheet, strati di acquisizione se rifiniti in modo appropriato)

Utilizzare il meltblown quando la priorità è la filtrazione o la barriera

• Strati filtranti della maschera e del respiratore (spesso trattati con elettrete)
• Mezzi di filtrazione dell'aria e dei liquidi (HVAC, sacchetti sottovuoto, prefiltri, filtrazione industriale)
• Tamponi e barriere assorbenti l'olio (la struttura in microfibra cattura gli oli in modo efficace)

Usa SMS/SMMS quando ne hai bisogno

Se hai bisogno di prestazioni barriera ma non puoi tollerare strappi, lanugine o danni da manipolazione, specifica un laminato. Nei dispositivi medici usa e getta, un'architettura comune è spunbond all'esterno per resistenza all'abrasione e meltblown al centro per barriera, a volte con più strati meltblown (SMMS) per aumentare la protezione senza strati esterni troppo spessi.

Fattori di produzione e di costo (perché prezzi e disponibilità differiscono)

Anche con la stessa famiglia di polimeri (spesso PP), spunbond e meltblown hanno costi diversi perché l’attrezzatura, la produttività e la sensibilità del processo differiscono.

Throughput e scalabilità

Le moderne linee industriali possono produrre un'area di spunbond molto maggiore all'ora rispetto a quella di meltblown. Come esempio rappresentativo delle specifiche della linea commerciale, i dati di produttività specifici rientrano nell'intervallo di ~270 kg/h per metro di larghezza della matrice per spunbond contro ~70 kg/h al metro per meltblown sono comunemente citati per le piattaforme “spunmelt” ad alto rendimento. Questo divario di produttività è uno dei motivi per cui il meltblown può essere più sensibile all’offerta, soprattutto quando la domanda di filtrazione aumenta.

Finestra di selezione e lavorazione del materiale

Il meltblown in genere necessita di polimeri con reologia adatta alla formazione stabile di microfibre e ad un'attenuazione costante; piccoli cambiamenti nell'indice di fluidità, nella temperatura dell'aria, nelle condizioni dello stampo o nella contaminazione possono modificare il diametro delle fibre e la struttura dei pori. Lo Spunbond è generalmente più tollerante e produce reti robuste in una gamma più ampia di impostazioni.

Requisiti di finitura

Se l'uso finale richiede un'elevata efficienza di filtrazione con una bassa caduta di pressione, il meltblown spesso necessita di un trattamento elettrete e di un accurato imballaggio/stoccaggio. Questi passaggi (e i test necessari per convalidarli) possono aumentare i costi oltre “gsm e larghezza”.

Come specificare il tessuto non tessuto giusto: una lista di controllo per l'acquirente

Per evitare di ricevere materiale che sembra corretto ma con prestazioni scadenti, specifica le metriche delle prestazioni, non solo "spunbond" o "meltblown". Le specifiche di acquisto più efficaci uniscono insieme le esigenze di struttura, filtrazione e conversione.

Specifiche chiave per il tessuto non tessuto spunbond

• Tolleranza sulla grammatura (g/m²). e gamma di spessori (importante per la laminazione e cucitura/saldatura)
• Resistenza alla trazione e allungamento in MD/CD (riportare chiaramente le unità, ad esempio N/5 cm)
• Modello di legame (legame puntuale/legame areale) e finitura superficiale (idrofila vs idrofobica)
• Obiettivi di colore/opacità se utilizzati come strato esterno (l'uniformità è importante nei prodotti rivolti al consumatore)

Specifiche chiave per il tessuto non tessuto meltblown

• Efficienza di filtrazione alla sfida rilevante (dimensione delle particelle, tipo di aerosol, portata) e al metodo di prova esatto
• Caduta di pressione (resistenza) alle stesse condizioni di prova utilizzate per l’efficienza
• Requisiti del trattamento elettrete e aspettative di durata di conservazione (la stabilità della carica può diminuire con il calore, i solventi e l'umidità)
• Distribuzione del diametro delle fibre o almeno una metrica proxy (distribuzione delle dimensioni dei pori/permeabilità all'aria) per il controllo della consistenza

Se stai acquistando SMS/SMMS compositi

Specificare i g/m² di ogni strato (o il totale con gli obiettivi dello strato), il metodo di incollaggio/laminazione e le prestazioni del laminato finito (resistenza della barriera). Un modello comune per le maschere mediche, ad esempio, è uno strato esterno spunbond a nucleo del filtro soffiato a fusione uno strato interno spunbond per il comfort della pelle, ma la corretta distribuzione del GSM dipende dallo standard richiesto.

Idee sbagliate comuni (e modi rapidi per evitare chiamate sbagliate)

“Gsm più alti filtrano sempre meglio”

Non in modo affidabile. Una grammatura superiore può ridurre la dimensione dei pori, ma può anche aumentare notevolmente la resistenza. Un materiale meltblown ben realizzato e trattato con elettrete può spesso sovraperformare un nastro più spesso e non caricato con una caduta di pressione inferiore. L'approccio corretto è specificare efficienza e perdita di carico insieme .

“Lo Spunbond può sostituire il meltblown per la filtrazione se aggiungiamo solo degli strati”

La stratificazione dello spunbond può migliorare la filtrazione grossolana, ma i diametri delle fibre dello spunbond e le strutture dei pori in genere non sono ottimizzati per la cattura di particelle fini ad alta efficienza. Se sono necessarie prestazioni di livello filtrante (in particolare nell'intervallo submicronico), di solito è necessario il meltblown (o altri materiali a fibra fine).

“Il solo Meltblown va bene per un prodotto durevole”

Il meltblown è spesso fragile se maneggiato, piegato o abraso. Se il prodotto deve sopravvivere alla trasformazione e all'uso nel mondo reale, inserire il materiale meltblown all'interno di un laminato e lasciare che lo spunbond sostenga il carico meccanico.

Una semplice ispezione in ricezione che puoi fare senza un laboratorio

• Controllare la grammatura con campioni tagliati e pesati; richiedere coerenza tra lotti .
• Esegui un delicato test di strappo/staccatura: lo spunbond dovrebbe resistere più allo strappo rispetto al meltblown a gsm simili.
• Per i media filtranti, verificare che il fornitore fornisca rapporti di prova per l'efficienza e la resistenza secondo il metodo indicato; non accettare reclami “BFE/PFE” senza condizioni.

In conclusione: lo spunbond e il tessuto non tessuto meltblown sono tecnologie complementari. Tratta lo spunbond come lo strato strutturale e il meltblown come lo strato barriera/filtro funzionale, quindi specifica le prestazioni misurabili in modo che il materiale che ricevi corrisponda all'applicazione prevista.