non-tissé fondu-souffléProcédé : alimentation en polymère - extrusion à chaud - formation de fibres - refroidissement - en un réseau - renforcement en tissu.
Développement de la technologie des non-tissés à jet d'encre fondu — Technologie à jet d'encre fondu à deux composants
Depuis le début du XXIe siècle, le développement de la technologie des non-tissés à jet de fusion a progressé à pas de géant dans le monde.
Noyau gainé :
Les non-tissés peuvent être doux au toucher et transformés en produits concentriques, excentriques ou de formes spéciales. Généralement, l'âme est constituée d'un matériau bon marché, tandis que la couche extérieure est composée d'un polymère plus coûteux aux propriétés spécifiques ou requises. Par exemple, une âme en polypropylène et une couche extérieure en nylon confèrent à la fibre son aptitude à l'hygroscopicité. Dans d'autres cas, l'âme est en polypropylène et la couche extérieure en polyéthylène adhésif à bas point de fusion, en polypropylène modifié, en polyester modifié, etc. Pour les fibres conductrices au noir de carbone, l'âme conductrice est enrobée de ce matériau.
Type d'articulation :
Les non-tissés à bonne élasticité sont généralement composés de deux polymères différents ou d'un même polymère de viscosités différentes, assemblés en fibres parallèles bicomposantes. Le retrait thermique différent de ces polymères permet de créer des fibres frisées en spirale. Par exemple, la société 3M a développé des non-tissés bicomposants PET/PP obtenus par projection à l'état fondu. Grâce à ce retrait différent, les non-tissés forment des fibres frisées en spirale, ce qui leur confère une excellente élasticité.
Type de terminal :
Il s'agit d'un autre type de polymère composé de type à trois feuilles, de type croisé et terminal, qui, par exemple, est antistatique, conducteur d'humidité, et dont la fibre conductrice peut être placée sur le polymère conducteur composite, permettant ainsi d'obtenir non seulement des propriétés conductrices, mais aussi antistatiques, tout en économisant la quantité de polymère conducteur.
Type de microdenier :
On peut utiliser des composants de type bande, en forme de pétale d'orange, ou encore des composants de type « îles ». L'utilisation de deux polymères incompatibles permet de créer un réseau de fibres ultrafines, voire un réseau de nanofibres. Par exemple, la fibre bicomposante de type bande de Kimberly-Clark est un réseau de fibres ultrafines qui tire parti du fait que les deux polymères incompatibles peuvent être complètement exfoliés en moins d'une seconde dans l'eau chaude. Le type « îles » dissout les polymères pour obtenir un fin réseau de fibres insulaires.
Hybride:
Il s'agit d'un réseau de fibres de matériaux, couleurs et sections transversales variés, intégrant même une âme en cuir et combinant fibres cofilées et fibres bicomposantes. Ce procédé confère aux fibres toutes les propriétés requises. Ce type de non-tissés bicomposants ou à fibres mixtes, obtenus par fusion-jet, améliore les propriétés de filtration du média filtrant par rapport aux produits classiques obtenus par fusion-jet. Il confère au média filtrant des propriétés antistatiques, de conductivité électrique, d'hygroscopicité et de barrière renforcée. Il permet également d'améliorer la cohésion du maillage, le gonflant et la perméabilité à l'air.
La fibre de béton projeté bicomposante peut pallier les insuffisances de performance des polymères monocomposants. Par exemple, le polypropylène est relativement bon marché, mais sensible aux radiations, ce qui est problématique pour les matériaux médicaux. On peut donc utiliser du polypropylène comme âme et l'envelopper d'un polymère résistant aux radiations pour résoudre ce problème. Le produit ainsi obtenu est peu coûteux et répond aux exigences fonctionnelles, notamment pour les échangeurs de chaleur et d'humidité destinés au système respiratoire en milieu médical, qui fournissent une température et une humidité naturelles optimales. Léger, jetable ou facile à désinfecter et économique, il peut également servir de filtre pour éliminer les polluants. Il est composé de deux réseaux de fibres bicomposantes uniformément mélangées, obtenues par projection à l'état fondu.
On utilise des fibres bicomposantes à âme en cuir, l'âme étant en polypropylène et le cortex en nylon. Ces fibres peuvent être façonnées avec une section spéciale, par exemple en forme de trois ou plusieurs feuilles, afin d'augmenter leur surface. Par ailleurs, des polymères améliorant la filtration peuvent être incorporés dans la couche superficielle ou à l'extrémité des fibres. Les mailles de fibres bicomposantes thermofusibles par pulvérisation, à base d'alcène ou de polyester, permettent de fabriquer des filtres colonnaires pour liquides et gaz. Ces mailles peuvent également servir pour les filtres à cigarettes. L'effet d'aspiration de l'âme est exploité pour la fabrication de noyaux d'aspiration d'encre de haute qualité. Ces noyaux servent à la rétention et à l'infusion de fluides, etc.
Développement de la technologie des non-tissés soufflés à l'état fondu -- Nanofibres soufflées à l'état fondu
Pour fabriquer des nanofibres, les orifices des filières sont beaucoup plus petits que ceux des équipements d'injection de matière fondue classiques. L'épaisseur des pores (NTI) peut atteindre 0,0635 mm (soit 63,5 microns) ou 0,0025 pied. Des panneaux de filières modulaires peuvent être combinés pour obtenir une largeur totale supérieure à 3 m. Le diamètre de la fibre ainsi obtenue par pulvérisation de matière fondue est d'environ 500 nanomètres. Les fibres individuelles les plus fines peuvent atteindre un diamètre de 200 nanomètres.
Étant donné que les équipements de fusion et de projection pour le filage de nanofibres présentent de petits orifices, le rendement serait fortement réduit sans mesures correctives. C'est pourquoi NTI a opté pour une méthode consistant à augmenter le nombre d'orifices : chaque filière comporte ainsi trois rangées d'orifices, voire plus. En combinant plusieurs éléments (en fonction de la largeur), le rendement du filage est considérablement accru. Concrètement, avec des orifices de 63,5 microns, on compte 2 880 orifices par mètre et par rangée de filières. Avec trois rangées, ce nombre atteint 8 640 orifices par mètre, permettant un rendement comparable à celui du filage de fibres de béton projeté fondu classique.
Parce que les filières minces à trous haute densité sont coûteuses et sujettes aux fissures (fissuration sous haute pression), les entreprises ont développé de nouvelles techniques de collage pour améliorer la solidité des filières et empêcher les fuites sous haute pression.
La fibre nanométrique fusionnée-pulvérisée peut être utilisée comme média filtrant, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la filtration. Des données montrent également que, grâce à la finesse de la fibre dans les non-tissés nanométriques obtenus par fusion-jet, le tissu fusionné peut être combiné à un tissu spunbond plus léger, tout en conservant la même résistance à la pression d'eau. Les produits SMS fabriqués à partir de ce tissu peuvent ainsi réduire la proportion de fibre fusionnée-jetée.
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Date de publication : 28 juillet 2020