Dos rollos de tejido hilado de polipropileno de 25 g/m2 pueden pasar cada control visual y seguir comportándose como materiales diferentes en la línea de conversión. Se introduce sin problemas en una operación de productos de higiene; el otro supera el límite de permeabilidad al aire del cliente y el envío se retiene en la puerta de embarque. La diferencia es invisible a la vista, pero aparece inmediatamente en un medidor de flujo de aire.

La permeabilidad al aire, la velocidad a la que el aire pasa a través de una tela bajo una diferencia de presión fija, es una de las propiedades especificadas con más frecuencia en la compra de telas no tejidas y se decide en la línea de producción, no en el almacén. La finura de la fibra, la estructura de la red y las condiciones de unión fijan el valor mucho antes de que se empaquete el rollo. Esta guía explica qué significa la medición, qué estándares de prueba se aplican, qué mueve el número y cómo la configuración de la línea determina la ventana de permeabilidad que una planta puede mantener de manera consistente.

Lo que realmente mide la permeabilidad al aire

La permeabilidad al aire es la velocidad a la que el aire fluye a través de un área conocida de tela cuando se aplica una diferencia de presión definida a través de sus dos caras. En la práctica: sujete una muestra, extraiga aire a través de ella a una presión determinada y registre cuánto aire pasa por ella cada segundo. Debido a que la prueba es rápida y no destructiva, sirve como puerta de control de calidad de rutina y como propiedad de especificación.

Los resultados se expresan en cm. ³ /cm ² /s (numéricamente lo mismo que cm/s), mm/s o pies ³ /min/pies ² , a menudo abreviado como CFM. Las conversiones importan siempre que dos hojas de datos se encuentren: 1 cm ³ /cm ² /s equivale a 10 mm/s, y 1 CFM equivale aproximadamente a 5,08 mm/s. Una especificación que simplemente dice "500" no tiene sentido hasta que se le adjuntan la unidad, el cabezal de prueba y la presión.

Predominan dos estándares. ISO 9237 es la más utilizada a nivel internacional y normalmente se ejecuta con un ancho de 20 cm. ² cabezal de prueba con una caída de presión de 100 Pa. ASTM D737, el valor predeterminado en Norteamérica, comúnmente aplica 125 Pa (0,5 pulgadas de columna de agua) en una superficie de 38 cm. ² cabeza. Debido a que el área de la cabeza y la presión difieren, los resultados según los dos estándares no son directamente intercambiables; una tela que indique 300 mm/s según ISO 9237 no leerá 300 según ASTM D737. Exigir que cualquier hoja de datos indique el estándar, el área de la cabeza y la presión es el paso más barato que puede tomar un comprador para evitar disputas.

¿Qué mueve el número en una red no tejida?

El aire viaja a través de los canales entre las fibras, por lo que cualquier cosa que cambie el tamaño, el número o la continuidad de esos canales cambia la lectura. En una línea spunmelt, tres factores hacen la mayor parte del trabajo.

Finura de la fibra

Las fibras más finas acumulan más superficie y caminos más tortuosos en el mismo peso de tela, por lo que el flujo de aire disminuye. Esta es la razón principal por la que una capa fundida por soplado, con fibras en el rango de micras de un solo dígito, resiste el aire mucho más que una capa spunbond del mismo gramaje y captura mejor las partículas al mismo tiempo. En el lado del soplado en fusión, el índice de flujo de fusión del polímero y el diseño del troquel determinan qué tan finas salen las fibras; en el lado del spunbond, el denier del filamento, ajustado en gran medida mediante la velocidad de estiramiento, desplaza la permeabilidad en la misma dirección.

Peso base y espesor

Si se mantiene todo lo demás constante, la permeabilidad disminuirá a medida que aumenta el peso base, porque el aire tiene más material por el que pasar. La relación no es lineal; pasar de 15 a 30 g/m2 no reduce la lectura a la mitad. Sin embargo, la dirección es confiable, razón por la cual el peso base es la primera variable a verificar cuando las lecturas varían entre rollos.

Pegado y calandrado

El calandrado térmico decide qué tan abierta permanece la red. Una temperatura y presión de contacto más altas aplanan los puntos de unión y consolidan la red, cerrando los canales y bajando la lectura; una unión más ligera deja la red más voluminosa y más permeable. El patrón de unión grabado también es importante, ya que un patrón de puntos más denso se lee más bajo que uno grueso con el mismo peso. Para ver más de cerca los ajustes involucrados, este tutorial sobre cómo la temperatura, la velocidad y la presión del calandrado dan forma al tejido final establece las compensaciones en detalle.

Prioridades de permeabilidad al aire por aplicación

No existe un objetivo universal. Una cubierta para cultivos y un campo quirúrgico se encuentran en extremos opuestos de la escala, y ambos son correctos. Lo que cambia de una aplicación a otra es con qué se debe equilibrar el valor de permeabilidad.

La fila de máscaras merece una mirada más cercana, porque muestra cómo una especificación de permeabilidad es en realidad un contrato de dos caras. Los medios que filtran agresivamente pero que apenas dejan pasar el aire fallan en servicio, ya que los usuarios se los quitan de la cara o dejan de usarlos correctamente, razón por la cual los límites de resistencia a la respiración van junto a la eficiencia de filtración en los estándares de las mascarillas. Mantener ambos números dentro del rango es en gran medida una cuestión de control de la finura de la fibra y de formación estable de la banda en la línea de soplado en fusión. Las plantas que desean producir esta capa internamente generalmente evalúan una línea de soplado por fusión dedicada, ya sea independiente o como parte de una configuración compuesta:

Máquina no tejida fundida por soplado para medios de filtración Esta línea de soplado en fusión produce telas de polipropileno de diámetro fino de 18 a 300 gsm a 10 a 70 m/min, lo que brinda a las plantas la finura de la fibra y el control de la red necesarios para mantener la eficiencia de filtración y la resistencia a la respiración dentro del rango de los medios para mascarillas. Ver producto →

La permeabilidad al aire no es lo mismo que la transpirabilidad

"Transpirabilidad" se utiliza de manera vaga para dos medidas diferentes y la confusión provoca verdaderos errores de compra. La permeabilidad al aire rastrea el flujo de aire a través de la tela. La tasa de transmisión de vapor de humedad, generalmente escrita como MVTR o WVTR, rastrea la velocidad con la que se mueve el vapor de agua a través de ella. Se correlacionan en algunas estructuras, pero no en otras: una película respirable puede dejar pasar el vapor fácilmente mientras bloquea el flujo de aire casi por completo, que es exactamente como funcionan muchas láminas traseras higiénicas. Cuando un cliente pregunta por un tejido "transpirable", la siguiente pregunta productiva es si se refiere a flujo de aire, transmisión de vapor o ambos, porque los métodos de prueba, las unidades y las implicaciones de la maquinaria difieren.

Cómo la configuración de línea establece la ventana de permeabilidad

Cada línea de spunmelt tiene un rango de permeabilidad que puede alcanzar con un polímero y una receta determinados, y la configuración del haz es la decisión más importante detrás de ese rango.

Estructuras abiertas: líneas S y SS

Una línea S de haz único produce los tejidos más abiertos y de mayor permeabilidad de la familia spunmelt. Esa apertura es una característica de las bolsas de compras, los embalajes, las cubiertas agrícolas y el respaldo de muebles, y las líneas modernas de un solo haz alcanzan los bajos deniers y los altos rendimientos que exigen estos mercados. Las líneas SS agregan una segunda viga de hilado, intercambiando algo de apertura por uniformidad y la capacidad de procesar telas más livianas y uniformes para sustratos higiénicos y de limpieza. El equipo detrás de esta clase de tejido es una línea S de una sola viga especialmente diseñada:

Máquina no tejida Spunbond de haz único Una línea de hilado de una sola viga que procesa telas de 10 a 200 g/m² a 9 a 150 m/min fabrica las telas abiertas y de alta permeabilidad adecuadas para bolsas de compras, embalajes y cubiertas agrícolas que se analizaron justo antes de este punto. Ver producto →

Barrera con flujo de aire controlado: SMS, SMMS y SMMSS

Agregar vigas de fusión por soplado crea la familia SMS, donde una o dos capas de fusión por soplado se ubican entre capas de hilado. Cada capa fundida reduce la permeabilidad y aumenta el rendimiento de la barrera, que es precisamente el oficio en el que se basan los textiles médicos y los productos de higiene de primera calidad. Elegir entre S, SS, SMS, SMMS y SMMSS no se trata tanto de cuál es mejor sino más bien de qué equilibrio entre permeabilidad y barrera paga realmente la aplicación de destino. Para sustratos médicos y de higiene premium, la plataforma de batalla se ve así:

Máquina no tejida compuesta PP SMS Combinando vigas spunbond y meltblown, esta plataforma SMS produce tela de 9 a 70 g/m2 a una velocidad de hasta 350 m/min, lo que brinda el equilibrio entre permeabilidad y barrera que requieren los textiles médicos y los sustratos de higiene premium. Ver producto →

Dentro de una configuración determinada, la configuración del calandrado, la carga de soplado en fusión y la selección de polímeros ajustan dónde dentro de la ventana aterriza una receta. Esta es la razón por la que los proveedores de maquinaria serios preguntan sobre las propiedades del tejido objetivo, incluido el rango de permeabilidad, antes de cotizar una línea: el equipo debe diseñarse según las especificaciones, y no al revés.

Cinco controles antes de aprobar una tela o una línea

1. Nombra el estándar y las condiciones. Acepte las especificaciones escritas como ISO 9237 con el área de la cabeza y la presión indicadas, o ASTM D737 en los mismos términos, y rechace los números desnudos.
2. Reparar la unidad. Indique mm/s o CFM en el contrato y convierta antes de comparar las cifras, a aproximadamente 5,08 mm/s por CFM.
3. Condicione las muestras de la misma manera. Las lecturas del flujo de aire cambian con la temperatura y la humedad, por lo tanto, pruebe después del acondicionamiento en una atmósfera textil estándar de aproximadamente 20-21 °C y 65 % de humedad relativa.
4. Pregunte por el contexto del proceso. Los ajustes del peso base, el denier del filamento y el calendario permiten atribuir una desviación a una causa en lugar de discutir sobre ella.
5. Verifique en su propia línea de conversión. La laminación, el estampado y la conversión de calor interactúan con la apertura de la banda, y un rollo piloto cuesta mucho menos que un envío rechazado.

Ninguno de estos controles cuesta mucho y juntos evitan la discusión más común en el suministro de no tejidos: dos partes cotizando la misma tela con números diferentes. Cuando el problema es el rango objetivo en sí, cuando un comprador necesita una ventana de permeabilidad que la receta actual no puede alcanzar, la solución suele ser aguas arriba, en configuración de viga, carga de soplado en fusión o diseño de unión. Ese es el nivel en el que trabajamos: como fabricante de líneas completas de PP spunbond y meltblown desde SMMSS de una sola viga S hasta SMMSS de cinco vigas, en anchos de 1600 a 4200 mm, construimos la línea de producción en función de las propiedades del tejido que un cliente debe mantener, incluida la permeabilidad al aire. Si está comparando una nueva línea con una especificación basada en la permeabilidad, puede hablar sobre las opciones de configuración con nuestros ingenieros antes de comprometerse.