Qué es la tela no tejida SMS y por qué es importante la estructura

La tela no tejida SMS es un compuesto de tres capas fabricado como Spunbond – Meltblown – Spunbond . Las capas exteriores spunbond proporcionan fuerza y ​​resistencia a la abrasión, mientras que la capa intermedia fundida proporciona un rendimiento de barrera de fibra fina (filtración y resistencia a fluidos). Esta arquitectura de “resistencia de barrera” es la razón por la cual SMS se usa ampliamente para batas médicas, cortinas, máscaras y cubiertas protectoras industriales.

Cuando la gente pregunta: " ¿Cómo se fabrica la tela no tejida SMS? "La respuesta corta es: el polipropileno (PP) se funde y se extruye en filamentos continuos para las capas spunbond, microfibras para las capas spunbond, luego las tres bandas se combinan y se unen térmicamente en un solo rollo con peso base, estructura de poros y patrón de unión controlados.

Materias primas y configuración de línea utilizadas para fabricar SMS.

Selección de polímeros y calidad de la masa fundida.

La mayoría de los SMS se producen a partir de polipropileno porque se procesa de manera limpia, forma filamentos/microfibras estables y ofrece una sólida relación costo-rendimiento. En la producción, la consistencia de la resina es importante: el control de la humedad, la filtración (paquetes de pantalla) y el flujo de fusión estable reducen los geles y las granallas que pueden crear puntos débiles o poros en la capa de barrera.

Una visión práctica de la disposición del equipo.

Una línea SMS normalmente integra tres estaciones de formación de banda (S M S) alineadas sobre una cinta de formación en movimiento, seguidas de unión (a menudo calandrado), acabado (corte, bobinado) e inspección en línea. El principio crítico de diseño es mantener estable cada red hasta que se consolide; la capa fundida es especialmente sensible al flujo de aire, la electrostática y las corrientes de aire.

• Extrusoras (a menudo separadas para spunbond y meltblown) con bombas de fusión para un rendimiento estable
• Hileras/troqueles: troquel de filamento hilado y troquel fundido con sistema de atenuación de aire caliente
• Manejo de aire/estirado: aire de enfriamiento para spunbond, aire caliente de alta velocidad para soplado en fusión
• Diseño de banda y control electrostático (para reducir el aleteo y los defectos de la banda)
• Unión térmica (rollos de calendario) y tratamientos superficiales opcionales (por ejemplo, acabado hidrófilo)

Paso a paso: cómo se fabrica el tejido no tejido SMS

A continuación se muestra la secuencia de producción práctica utilizada en la mayoría de las líneas SMS integradas. Las temperaturas exactas y las velocidades de línea varían según el grado de resina, el GSM objetivo, el patrón de unión y los requisitos de uso final (médico o industrial).

1. La resina de PP se seca/acondiciona (según sea necesario) y se introduce en las extrusoras para crear una masa fundida de polímero estable.
2. Primer hilado (S1): la masa fundida se extruye a través de una boquilla de filamento, se enfría y se estira para formar filamentos continuos. Estos filamentos se colocan sobre una cinta en movimiento como una red uniforme.
3. Meltblown (M): el polímero se extruye a través de un troquel fundido y se atenúa mediante aire caliente a alta velocidad para crear microfibras. La corriente de microfibra se recoge como una red fina de gran superficie directamente sobre (o entre) las capas hiladas.
4. Segundo hilado (S2): se forma una segunda red hilada encima de la capa fundida por soplado para completar la estructura tipo sándwich.
5. Unión térmica: el compuesto de tres capas pasa a través de rodillos calandrados calentados. Los puntos de unión fusionan capas sin colapsar completamente la red de poros. El patrón de unión y la presión de compresión están ajustados para equilibrar la fuerza y ​​la barrera.
6. Acabado: se aplican tratamientos tópicos opcionales (p. ej., tensioactivo hidrófilo para absorbencia, acabado antiestático) según el uso final.
7. Bobinado y conversión: la tela se recorta, se corta a lo ancho, se enrolla en rollos y se etiqueta con trazabilidad del lote. La inspección en línea detecta agujeros, puntos finos y contaminación.

Información de fabricación: la capa fundida generalmente impulsa el rendimiento de la barrera, pero las capas hiladas influyen en gran medida en la capacidad de funcionamiento y la durabilidad mecánica. Por lo tanto, optimizar los SMS es un acto de equilibrio, no “maximizar el Meltblown a toda costa”.

Parámetros clave del proceso que controlan GSM, fuerza y barrera

Objetivos de peso base (GSM) y divisiones de capas

Los SMS se producen comúnmente en una amplia gama de gramajes según la aplicación. Como punto de referencia práctico, muchos productos SMS médicos y de higiene se incluyen en la categoría ~15–60 G/M rango, con grados más pesados utilizados cuando la resistencia a pinchazos/desgarros es crítica. Una palanca de ingeniería frecuente es la división S/M/S (cuánto GSM se asigna a cada capa) para ajustar la transpirabilidad frente a la barrera.

Atenuación por fusión y estructura de poros.

El rendimiento de la barrera está fuertemente ligado al diámetro de la fibra soplada en fusión y a la uniformidad de la red. Fibras más finas (a menudo ~1–5 µm ) aumentan el área de superficie y reducen el tamaño de los poros, mejorando la filtración y la resistencia a los fluidos. Sin embargo, una atenuación excesivamente agresiva o un manejo inestable del aire pueden causar fibras “cordosas”, puntos delgados o un peso base inconsistente, que es una causa común de fallas de la barrera.

Ventana de unión térmica (resistencia frente a transpirabilidad)

La temperatura del calendario, la presión de compresión y el patrón de unión determinan cuánto se fusionan las fibras en los puntos de unión. Una unión insuficiente reduce la resistencia a la tracción/desgarro y puede provocar delaminación. Demasiada unión puede colapsar los poros y reducir la suavidad y la transpirabilidad. La optimización práctica generalmente tiene como objetivo una integridad de unión estable al tiempo que protege la capa fundida de un aplastamiento excesivo.

Controles de control de calidad utilizados en las líneas de producción de SMS

El SMS se fabrica con frecuencia para usos regulados o de alta confiabilidad, por lo que el control de calidad generalmente combina el monitoreo en línea (uniformidad de peso, agujeros) con pruebas de laboratorio (resistencia, barrera). El objetivo es confirmar que la capa fundida es continua y que la unión es lo suficientemente fuerte como para evitar la delaminación durante la conversión y el uso final.

Mediciones comunes en línea y en laboratorio

• Mapeo de peso base (perfil GSM a lo ancho) para detectar bandas o rayas delgadas
• Rendimiento a la tracción y al desgarro para validar la integridad del hilado y la adecuación de la unión
• Controles de barreras como la cabeza hidrostática o la penetración de sangre sintética (según la aplicación)
• Métricas de filtración (p. ej., BFE/PFE) al producir mascarillas médicas o SMS con calidad de filtro
• Inspección visual de defectos: poros, geles, material extraño, delaminación y unión desigual

Lógica práctica de aceptación: Si un rodillo pasa objetivos mecánicos pero falla los objetivos de barrera, la causa principal suele ser la uniformidad del fundido (equilibrio del aire, condición de la matriz, estabilidad del rendimiento). Si la barrera es buena pero la resistencia es débil, el cuello de botella suele ser la ventana de unión o la contribución del spunbond.

Solución de problemas: defectos de fabricación comunes y cómo solucionarlos

Debido a que SMS se basa en una delicada capa intermedia fundida, muchos problemas de producción se manifiestan como fallas de barrera, rayas o apariencia inconsistente. El enfoque más eficaz para la resolución de problemas es aislar si el problema se origina en el flujo de fusión, el manejo del aire, la disposición de la banda o la unión.

Síntomas típicos y acciones correctivas.

• Zonas estenopeicas o de barrera baja: comprobar la limpieza del troquel fundido, el estado del paquete de malla y el equilibrio del aire; verificar la estabilidad del peso base de la capa M.
• Web agitada/disposición desigual: revise las corrientes de aire alrededor del área de formación, el control electrostático y la configuración de vacío del colector.
• Delaminación entre capas: confirmar la temperatura de unión/presión de compresión; asegúrese de que el compuesto ingrese al calendario con una tensión de banda estable y sin contaminación.
• Sensación dura al tacto o estructura aplastada: reducir la severidad de la unión (temperatura/presión) o ajustar el patrón de unión; verificar la condición del rodillo de la calandria.
• Rayas o bandas a lo ancho: busque daños en el borde del troquel, distribución desigual del aire o rendimiento inconsistente del polímero.

Especificaciones típicas de SMS por aplicación

Los SMS no son un tejido único que se adapte a todos. Los fabricantes suelen seleccionar el gramaje, la división de capas y el patrón de unión en función del rendimiento del uso final. Los siguientes ejemplos ilustran cómo los requisitos prácticos se relacionan con las opciones de fabricación.

En pocas palabras: La fabricación de SMS tiene éxito cuando la capa fundida es uniforme y está protegida, y las capas spunbond están lo suficientemente unidas para ofrecer un manejo duradero sin sacrificar la estructura de poros diseñada.