Dois rolos de tecido spunbond de polipropileno de 25 g/m2 podem passar em todas as verificações visuais e ainda se comportar como materiais diferentes na linha de conversão. Alimenta-se suavemente uma operação de produtos de higiene; o outro ultrapassa o limite de permeabilidade ao ar do cliente e a remessa fica retida no portão. A diferença é invisível a olho nu, mas aparece imediatamente em um medidor de fluxo de ar.

A permeabilidade ao ar, a taxa na qual o ar passa através de um tecido sob uma diferença de pressão fixa, é uma das propriedades especificadas com mais frequência na compra de não-tecidos e é decidida na linha de produção, não no armazém. A finura da fibra, a estrutura da teia e as condições de ligação definem o valor muito antes de o rolo ser embalado. Este guia explica o que significa a medição, quais padrões de teste se aplicam, o que move o número e como a configuração da linha determina a janela de permeabilidade que uma planta pode manter de forma consistente.

O que a permeabilidade ao ar realmente mede

A permeabilidade ao ar é a taxa na qual o ar flui através de uma área conhecida do tecido quando uma diferença de pressão definida é aplicada em suas duas faces. Na prática: prenda uma amostra, passe ar através dela a uma pressão definida e registre quanto ar passa a cada segundo. Como o teste é rápido e não destrutivo, ele serve como uma porta de qualidade de rotina, bem como uma propriedade de especificação.

Os resultados são relatados como cm ³ /cm ² /s (numericamente igual a cm/s), mm/s ou pés ³ /min/pés ² , muitas vezes abreviado para CFM. As conversões são importantes sempre que duas folhas de dados se encontram: 1 cm ³ /cm ² /s é igual a 10 mm/s e 1 CFM equivale a aproximadamente 5,08 mm/s. Uma especificação que simplesmente diz “500” não tem sentido até que a unidade, o cabeçote de teste e a pressão estejam conectados a ela.

Dois padrões dominam. A ISO 9237 é a mais utilizada internacionalmente e normalmente funciona com uma largura de 20 cm. ² cabeçote de teste com queda de pressão de 100 Pa. ASTM D737, o padrão na América do Norte, geralmente aplica 125 Pa (0,5 polegada de coluna de água) em uma coluna de 38 cm ² cabeça. Como a área da cabeça e a pressão são diferentes, os resultados dos dois padrões não são diretamente intercambiáveis; um tecido com leitura de 300 mm/s sob ISO 9237 não terá leitura de 300 sob ASTM D737. Exigir que qualquer folha de dados indique o padrão, a área da cabeça e a pressão é a medida mais barata para evitar disputas que um comprador pode tomar.

O que move o número em uma teia não tecida

O ar viaja pelos canais entre as fibras, portanto, qualquer coisa que altere o tamanho, o número ou a continuidade desses canais altera a leitura. Em uma linha spunmelt, três fatores fazem a maior parte do trabalho.

Finura da fibra

As fibras mais finas acumulam mais superfície e caminhos mais tortuosos no mesmo peso do tecido, diminuindo o fluxo de ar. Esta é a principal razão pela qual uma camada fundida, com fibras na faixa de um dígito de mícron, resiste ao ar muito mais do que uma camada spunbond com o mesmo peso básico e, ao mesmo tempo, captura melhor as partículas. No lado fundido, o índice de fluxo de fusão do polímero e o design da matriz determinam o quão finas as fibras saem; no lado do spunbond, o denier do filamento, ajustado em grande parte pela velocidade de estiramento, muda a permeabilidade na mesma direção.

Peso base e espessura

Mantenha todo o resto constante e a permeabilidade cai à medida que o peso base aumenta, porque o ar tem mais material para passar. A relação não é linear; passar de 15 para 30 g/m² não reduz a leitura pela metade. A direção é confiável, porém, e é por isso que o peso base é a primeira variável a verificar quando as leituras oscilam entre os rolos.

Colagem e calandragem

A calandragem térmica decide o quão aberta a teia permanece. Temperatura e pressão de nip mais altas achatam os pontos de ligação e consolidam a teia, fechando canais e puxando a leitura para baixo; uma ligação mais leve deixa a teia mais volumosa e permeável. O padrão de ligação gravado também é importante, uma vez que um padrão de ponto mais denso tem uma leitura inferior a um padrão grosseiro com peso igual. Para uma análise mais detalhada das configurações envolvidas, este passo a passo de como a temperatura, a velocidade e a pressão da calandragem moldam o tecido final apresenta as vantagens e desvantagens em detalhes.

Prioridades de permeabilidade ao ar por aplicação

Não existe uma meta universal. Uma cobertura de cultivo e um campo cirúrgico ficam em extremos opostos da escala, e ambos estão corretos. O que muda de uma aplicação para outra é o valor da permeabilidade que deve ser comparado.

A linha de máscaras merece uma análise mais detalhada, porque mostra como uma especificação de permeabilidade é na verdade um contrato bilateral. Os meios que filtram agressivamente, mas que mal deixam passar o ar, falham em serviço, pois os usuários os afastam do rosto ou param de usá-los corretamente, e é por isso que os limites de resistência respiratória acompanham a eficiência de filtração nos padrões de máscara. Manter ambos os números dentro da faixa é em grande parte uma questão de controle da finura da fibra e formação estável da teia na linha de fusão. As plantas que desejam produzir esta camada internamente normalmente avaliam uma linha de fusão dedicada, independente ou como parte de uma configuração composta:

Máquina de não tecido fundido por fusão para meios de filtração Esta linha meltblown produz tecido de polipropileno de diâmetro fino de 18 a 300 g/m2 a 10 a 70 m/min, proporcionando às plantas a finura da fibra e o controle da teia necessários para manter a eficiência de filtração e a resistência respiratória dentro da faixa para meios de máscara. Ver Produto →

Permeabilidade ao ar não é o mesmo que respirabilidade

A "respirabilidade" é usada livremente para duas medidas diferentes, e a confusão causa erros reais de compra. A permeabilidade ao ar rastreia o fluxo de ar através do tecido. A taxa de transmissão de vapor de umidade, geralmente escrita como MVTR ou WVTR, rastreia a rapidez com que o vapor de água se move através dela. Eles se correlacionam em algumas estruturas, mas não em outras: uma película respirável pode passar o vapor facilmente enquanto bloqueia quase completamente o fluxo de ar, que é exatamente como funcionam muitas folhas traseiras higiênicas. Quando um cliente solicita um tecido “respirável”, a próxima pergunta produtiva é se isso significa fluxo de ar, transmissão de vapor ou ambos, porque os métodos de teste, as unidades e as implicações do maquinário são todos diferentes.

Como a configuração da linha define a janela de permeabilidade

Cada linha de spunmelt tem uma faixa de permeabilidade que pode alcançar com um determinado polímero e receita, e a configuração do feixe é a maior decisão individual por trás dessa faixa.

Estruturas abertas: linhas S e SS

Uma linha S de feixe único produz os tecidos mais abertos e de maior permeabilidade da família spunmelt. Essa abertura é uma característica de sacolas de compras, embalagens, coberturas agrícolas e suportes de móveis, e as modernas linhas de feixe único alcançam os baixos deniers e os altos rendimentos que esses mercados exigem. As linhas SS adicionam um segundo feixe giratório, trocando alguma abertura por uniformidade e a capacidade de operar tecidos mais leves e uniformes para higienização e limpeza de substratos. O equipamento por trás desta classe de tecido é uma linha S de feixe único especialmente desenvolvida:

Máquina de não tecido spunbond S de feixe único Uma linha spunbond de feixe único executando tecido de 10 a 200 g/m2 a 9 a 150 m/min torna os tecidos abertos e de alta permeabilidade adequados para sacolas de compras, embalagens e coberturas agrícolas discutidas pouco antes deste ponto. Ver Produto →

Barreira com fluxo de ar controlado: SMS, SMMS e SMMSS

A adição de feixes fundidos cria a família SMS, onde uma ou duas camadas fundidas ficam entre as camadas spunbond. Cada camada fundida reduz a permeabilidade e aumenta o desempenho da barreira, que é precisamente a base da construção dos têxteis médicos comerciais e dos produtos de higiene premium. Escolher entre S, SS, SMS, SMMS e SMMSS tem menos a ver com qual é o melhor e mais com qual equilíbrio entre permeabilidade e barreira a aplicação alvo realmente paga. Para substratos médicos e de higiene premium, a plataforma robusta se parece com esta:

Máquina não tecida composta de PP SMS Combinando feixes spunbond e meltblown, esta plataforma SMS produz tecido de 9 a 70 g/m2 a até 350 m/min, proporcionando o equilíbrio entre permeabilidade e barreira que os têxteis médicos e os substratos de higiene premium exigem. Ver Produto →

Dentro de uma determinada configuração, a configuração da calandragem, o carregamento por fusão e a seleção do polímero ajustam onde dentro da janela uma receita chega. É por isso que os fornecedores sérios de máquinas perguntam sobre as propriedades alvo do tecido, incluindo a faixa de permeabilidade, antes de citar uma linha: o equipamento deve ser projetado de acordo com as especificações, e não o contrário.

Cinco verificações antes de aprovar um tecido ou linha

1. Nomeie o padrão e as condições. Aceite as especificações escritas como ISO 9237 com a área da cabeça e a pressão declaradas, ou ASTM D737 nos mesmos termos, e rejeite os números simples.
2. Conserte a unidade. Indique mm/s ou CFM no contrato e converta antes de comparar os valores, em aproximadamente 5,08 mm/s por CFM.
3. Condicione as amostras da mesma maneira. As leituras do fluxo de ar mudam com a temperatura e a umidade, portanto teste após o condicionamento em uma atmosfera têxtil padrão de cerca de 20-21°C e 65% de umidade relativa.
4. Peça o contexto do processo. O peso base, o negador do filamento e as configurações do calendário permitem que um desvio seja atribuído a uma causa, em vez de discutido.
5. Verifique em sua própria linha de conversão. Laminação, gravação em relevo e conversão de calor interagem com a abertura da banda, e uma execução de rolo piloto custa muito menos do que uma remessa rejeitada.

Nenhuma dessas verificações custa muito e, juntas, evitam o argumento mais comum no fornecimento de não-tecidos: duas partes citando o mesmo tecido com números diferentes. Quando a faixa-alvo em si é o problema, quando um comprador precisa de uma janela de permeabilidade que a receita atual não pode alcançar, a solução geralmente é a montante, na configuração de viga, carregamento por fusão ou projeto de ligação. Esse é o nível em que trabalhamos: como fabricante de linhas completas de PP spunbond e meltblown, desde feixe único S até SMMSS de cinco feixes, em larguras de 1.600 a 4.200 mm, construímos a linha de produção em torno das propriedades do tecido que um cliente deve manter, incluindo a permeabilidade ao ar. Se você está avaliando uma nova linha em relação a uma especificação baseada em permeabilidade, fique à vontade para fale sobre as opções de configuração com nossos engenheiros antes de se comprometer.