Comment atteindre un équilibre entre la respirabilité et l’effet de filtration du tissu non tissé Spunbond pour masques ?

Atteindre un équilibre entre respirabilité et effet de filtration dans tissu non tissé spunbond pour masques est essentiel pour assurer à la fois confort et protection efficace. Même si ces deux propriétés peuvent sembler contradictoires, une conception et des choix de matériaux judicieux peuvent optimiser les deux caractéristiques. Voici comment les fabricants équilibrent généralement ces facteurs :

Le choix du polypropylène (PP), le matériau le plus courant pour les tissus non tissés spunbond, joue un rôle crucial dans l'équilibre entre respirabilité et filtration. Le polypropylène est léger, respirant et possède de bonnes propriétés thermiques, ce qui le rend adapté à la production de masques.

L'utilisation de fibres plus fines (faible denier) dans le processus de spunbond peut améliorer l'efficacité de filtration du tissu sans réduire considérablement la respirabilité. Les fibres plus fines créent un maillage plus serré qui peut capturer les particules plus petites, tout en laissant passer l'air. La combinaison de couches de différentes densités ou types de fibres peut aider à atteindre un équilibre. Par exemple, un masque multicouche peut utiliser une couche filée-liée de densité inférieure pour la respirabilité et une couche intérieure de tissu soufflé par fusion pour une efficacité de filtration plus élevée.

La structure du tissu spunbond lui-même influence considérablement à la fois la respirabilité et la filtration. Le diamètre des fibres, l'espacement des fibres et la porosité inter-fibres jouent tous un rôle dans ces propriétés.

Les tissus Spunbond sont créés en liant les fibres entre elles par la chaleur et la pression. En ajustant l'espacement entre les fibres, les fabricants peuvent contrôler à la fois la respirabilité et la filtration. Un espacement plus grand améliore la respirabilité, mais peut réduire l'efficacité de la filtration. À l’inverse, un réseau de fibres plus serré augmente la filtration mais peut restreindre le flux d’air. L’application d’une charge électrostatique sur le tissu spunbond peut améliorer l’efficacité de la filtration sans réduire considérablement la respirabilité. La charge électrostatique aide à capturer et à piéger les particules telles que la poussière, les bactéries et les virus, améliorant ainsi la capacité de filtration du masque tout en laissant passer l’air.

L’une des méthodes les plus efficaces pour équilibrer respirabilité et filtration est la conception en couches. Un masque multicouche typique utilise une combinaison de tissus non tissés spunbond, soufflés par fusion et parfois même spunlace.

Cette couche assure la structure et la respirabilité du masque. Il s’agit généralement de la couche la plus externe, protégeant la couche de filtration la plus délicate à l’intérieur. C’est dans cette couche que se produit la majeure partie de la filtration. Le tissu Meltblown contient des fibres fines qui peuvent capturer des particules plus petites, et il est souvent utilisé comme couche intermédiaire dans les masques pour sa haute efficacité de filtration. Bien qu'il offre une excellente filtration, il a tendance à réduire la respirabilité, c'est pourquoi il est généralement conservé mince et utilisé avec parcimonie en combinaison avec les couches de spunbond.

La couche la plus interne du masque est souvent une couche filée-liée, offrant douceur et confort contre la peau tout en maintenant la respirabilité.
En utilisant une approche par couches, les fabricants peuvent optimiser la fonction de chaque couche : tissus filés-liés respirants pour le confort et tissus soufflés par fusion pour la filtration.

Le poids et la densité du tissu non tissé spunbond sont des facteurs critiques pour déterminer à la fois la respirabilité et les performances de filtration.

Les tissus plus légers offrent généralement une meilleure respirabilité, car il y a plus d'espace entre les fibres, permettant une meilleure circulation de l'air. Les tissus plus lourds, en revanche, peuvent piéger plus de particules, offrant une meilleure filtration mais réduisant la respirabilité. Par conséquent, il est essentiel de trouver un tissu avec le bon équilibre de densité. Dans la production de masques, des couches de filé-lié plus légères sont généralement utilisées sur les couches externe et interne, tandis que des couches plus denses de tissu soufflé par fusion sont utilisées au milieu à des fins de filtration.

Les paramètres du processus de production influencent également les propriétés du tissu final. Pendant le processus de spunbond, la température, la pression de l’air et le taux d’étirage des fibres peuvent être ajustés pour affiner les propriétés du tissu.

Le réglage de la pression de l'air et du taux d'étirage des fibres peut contrôler l'alignement et l'espacement des fibres, affectant à la fois la filtration et la respirabilité.
Le contrôle de la température lors du processus de collage peut affecter la cohésion des fibres, ce qui influence la résistance mécanique et la perméabilité du tissu. En optimisant ces paramètres, les fabricants peuvent produire un tissu non tissé spunbond qui équilibre les deux propriétés.

Les technologies avancées, telles que les technologies de nanofibres ou l’application de traitements biosourcés ou hydrophobes, peuvent encore améliorer la capacité du tissu spunbond à équilibrer respirabilité et filtration. Par exemple, l'incorporation de fibres nanométriques dans la couche filée-liée peut améliorer les performances de filtration du masque, tout en gardant le tissu léger et respirant.

Les traitements hydrophobes peuvent améliorer la résistance du tissu à l’humidité, empêchant ainsi le colmatage des pores, ce qui peut réduire l’efficacité de la filtration et affecter la respirabilité.
Des nano-revêtements peuvent également être appliqués pour améliorer les propriétés antivirales ou antimicrobiennes du masque sans compromettre la circulation de l’air.

Grâce à une conception minutieuse et à des ajustements de production, il est possible de créer des tissus non tissés filés-liés qui offrent une protection efficace tout en conservant la respirabilité nécessaire à une utilisation confortable et à long terme du masque.