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通気性の解説:不織布製造における試験基準と管理

25 gsm のポリプロピレン スパンボンド生地の 2 つのロールは、あらゆる目視検査に合格し、加工ライン上で異なる素材のように動作します。衛生用品の製造業務にスムーズに取り組みます。もう 1 つは顧客の通気限界を超えており、荷物はゲートで保留されます。違いは目には見えませんが、エアフロメーターにすぐに現れます。

一定の圧力差の下で空気が生地を通過する速度である通気性は、不織布の購入において最も頻繁に指定される特性の 1 つであり、倉庫ではなく生産ラインで決定されます。繊維の繊度、ウェブ構造、結合条件によって、ロールが梱包されるずっと前に値が決まります。このガイドでは、測定の意味、適用される試験規格、数値の変化、およびプラントが一貫して保持できる透水範囲をライン構成によってどのように決定するかについて説明します。

通気性の実際の測定値

空気透過率は、定義された圧力差が布地の 2 つの面に適用されたときに、布地の既知の領域を空気が流れる速度です。実際には、サンプルをクランプし、設定圧力で空気を吸引し、毎秒通過する空気の量を記録します。テストは高速かつ非破壊的であるため、仕様特性だけでなく日常的な品質ゲートとしても機能します。

結果はcmとして報告されます 3 /cm 2 /s (数値的には cm/s と同じ)、mm/s、または ft 3 /分/フィート 2 、多くの場合 CFM と短縮されます。 2 つのデータシートが一致する場合は常に変換が重要になります: 1 cm 3 /cm 2 /s は 10 mm/s に相当し、1 CFM は約 5.08 mm/s になります。単に「500」と書かれた仕様は、ユニット、テストヘッド、圧力が取り付けられるまでは意味がありません。

2 つの標準が支配的です。 ISO 9237 は国際的に最も広く使用されており、通常は 20 cm で動作します。 2 100 Pa の圧力降下でのテストヘッド。北米のデフォルトである ASTM D737 は、通常、38 cm の範囲で 125 Pa (水柱 0.5 インチ) を適用します。 2 頭。ヘッド面積と圧力が異なるため、2 つの規格に基づく結果は直接置き換えることはできません。 ISO 9237 では 300 mm/s と表示される生地は、ASTM D737 では 300 mm/s と表示されません。データシートに規格、ヘッド面積、圧力の記載を求めることは、買い手が取ることができる最も安価な紛争回避手段です。

不織布ウェブの数字を動かすもの

空気はファイバー間のチャネルを通過するため、チャネルのサイズ、数、連続性が変化すると測定値が変化します。スパンメルトラインでは、3 つの要素がほとんどの作業を行います。

繊維の繊度

繊維が細いほど、同じ重量の生地により多くの表面積とより曲がりくねった経路が詰め込まれるため、空気の流れが低下します。これが、一桁ミクロン範囲の繊維を含むメルトブローン層が同じ坪量のスパンボンド層よりもはるかに空気に抵抗し、同時に粒子をよりよく捕捉する主な理由です。メルトブローン側では、ポリマーのメルト フロー インデックスとダイの設計によって、繊維がどれだけ細くなるかが決まります。スパンボンド側では、延伸速度によって主に調整されたフィラメント デニールにより、透過性が同じ方向に変化します。

坪量と厚さ

他のすべてを一定に保つと、空気が通過する物質が増えるため、坪量が増加すると透過性が低下します。この関係は直線的ではありません。 15 gsm から 30 gsm に変更しても、測定値は半分にはなりません。ただし、方向は信頼できるものであるため、ロール間で測定値が変動する場合に最初にチェックすべき変数は坪量です。

接着とカレンダー加工

サーマルカレンダー処理により、ウェブがどの程度開いた状態を維持できるかが決まります。ニップの温度と圧力が高くなると、結合点が平らになりウェブが強化され、チャネルが閉じて測定値が下がります。結合が軽いと、ウェブがより嵩高くなり、透過性が高くなります。彫刻された結合パターンも重要です。同じ重さの場合、密度の高いポイント パターンは粗いポイント パターンよりも低く読み取られるからです。関連する設定を詳しく見るために、カレンダー加工の温度、速度、圧力が最終的なファブリックをどのように形成するかについてのこのチュートリアルでは、トレードオフを詳細に示しています。

用途別の通気性の優先順位

普遍的な目標はありません。クロップ カバーと手術用ドレープはスケールの両端にあり、どちらも正しいです。アプリケーションごとに変わるのは、透過性の値のバランスを取る必要があることです。

最終用途別の一般的な透過性の優先順位。正確な値はグレード、地域、およびお客様自身の仕様によって異なります。
アプリケーション 共通構造 スペックのバランスを取るために必要なこと
手術用ガウンとドレープ SMS 着用者の快適さを妨げる液体と粒子のバリア
フェイスマスクとマスク スパンボンドメルトブローン複合材料 呼吸抵抗に対する濾過効率
衛生的なトップシートとバックシート SS または SMMS 封じ込めに対する柔らかさと通気性
農業用カバーと景観用ファブリック SまたはSS ガス交換による保温
ショッピングバッグと梱包材 S 優先度は低い。測定値は主にウェブのオープン性の一貫性を追跡します

マスク行は、透過性の仕様が実際にどのように両面契約であるかを示すため、詳しく見る価値があります。強力に濾過しても空気をほとんど通さない媒体は、ユーザーが顔から引き離したり、正しく着用しなくなったりするため、使用できなくなります。そのため、マスク規格では呼吸抵抗の制限が濾過効率と並んでいます。両方の数値を範囲内に保つことは、繊維の繊度の制御とメルトブローン ラインでの安定したウェブ形成に大きく関係します。この層を社内で生産したい工場は通常、スタンドアロンまたは複合構成の一部として、専用のメルトブローン ラインを評価します。

Melt Blown Nonwoven Machine for Filtration Media ろ過材用メルトブローン不織布装置 このメルトブローン ラインは、10 ~ 70 m/min で 18 ~ 300 gsm の細径ポリプロピレン生地を生産し、マスク媒体の濾過効率と呼吸抵抗を範囲内に保つために必要な繊維の細かさとウェブ制御を工場に提供します。 製品を見る→

通気性は通気性と同じではありません

「通気性」は 2 つの異なる測定値に対して大まかに使用されており、その混同が実際の購入ミスの原因となります。通気性は、生地を通る空気の流れを追跡します。通常、MVTR または WVTR と表記される水蒸気透過率は、水蒸気が通過する速度を追跡します。これらは一部の構造では相関しますが、他の構造では相関しません。通気性のあるフィルムは、空気の流れをほぼ完全に遮断しながら、蒸気を容易に通過させることができます。これは、まさに多くの衛生バックシートが機能する方法です。顧客が「通気性のある」生地を求めた場合、次の生産的な質問は、試験方法、単位、機械への影響がすべて異なるため、それが通気性を意味するのか、蒸気透過性を意味するのか、またはその両方を意味するのかということです。

ライン構成による透過率ウィンドウの設定方法

すべてのスパンメルト ラインには、特定のポリマーとレシピで到達できる透過性の範囲があり、ビーム構成はその範囲の背後にある最大の単一の決定となります。

オープン構造:Sライン、SSライン

シングルビーム S ラインは、スパンメルト ファミリーの中で最もオープンで最も透過性の高い生地を生成します。この開放性は、ショッピングバッグ、包装、農業用カバー、家具の裏地などの特徴であり、最新のシングルビームラインは、これらの市場が求める低デニールおよび高生産量に到達します。 SS ラインは 2 番目の回転ビームを追加し、ある程度の開放性を犠牲にして均一性を確保し、より軽量で均一な生地を実行して衛生的で基材を拭き取ることができます。このクラスのファブリックの背後にある装置は、専用のシングルビーム S ラインです。

Single-Beam S Spunbond Nonwoven Machine シングルビームSスパンボンド不織布機 10 ~ 200 gsm の生地を 9 ~ 150 m/min で走行するシングルビームのスパンボンド ラインにより、直前に説明したショッピングバッグ、包装、農業用カバーに適したオープンで高透過性の生地が製造されます。 製品を見る→

空気の流れを制御したバリア: SMS、SMMS、および SMMSS

メルトブローン ビームを追加すると、1 つまたは 2 つのメルトブローン層がスパンボンド層の間に位置する SMS ファミリが作成されます。各メルトブローン層は透過性を低下させ、バリア性能を押し上げます。これはまさに医療用繊維や高級衛生製品の取引に基づいています。 S、SS、SMS、SMMS、および SMMSS の中から選択する場合は、どれが優れているかというよりも、ターゲット アプリケーションが実際に支払う透過性とバリアのバランスを考慮して選択します。医療および高級衛生基材の場合、主力プラットフォームは次のようになります。

PP SMS Composite Nonwoven Machine PP SMS複合不織布機 スパンボンド ビームとメルトブローン ビームを組み合わせたこの SMS プラットフォームは、9 ~ 70 gsm の生地を最大 350 m/分で生産し、医療用繊維や高品質の衛生基材に必要な透過性とバリアのバランスを実現します。 製品を見る→

所定の構成内で、カレンダー加工のセットアップ、メルトブローンの装填、およびポリマーの選択により、レシピがウィンドウ内のどこに到達するかを微調整します。これが、本格的な機械サプライヤーが、「機器は仕様に合わせて設計される必要があり、その逆ではない」という一文を引用する前に、透過性の範囲を含むターゲット生地の特性について尋ねる理由です。

生地やラインを承認する前の 5 つのチェック

  1. 基準と条件に名前を付けます。ヘッド面積と圧力が記載された ISO 9237 として記述された仕様、または同じ条件の ASTM D737 として記述された仕様を受け入れ、裸の数値を拒否します。
  2. ユニットを固定してください。契約書に mm/s または CFM を明記し、数値を比較する前に換算して、CFM あたり約 5.08 mm/s とします。
  3. サンプルも同様にコンディションを整えます。気流の測定値は温度と湿度によって変化するため、約 20 ~ 21°C、相対湿度 65% の標準的な繊維雰囲気で調整した後にテストしてください。
  4. プロセスのコンテキストを尋ねます。坪量、フィラメントデニール、カレンダーの設定により、逸脱について議論するのではなく、その原因を追跡することができます。
  5. 独自の変換ラインで確認してください。ラミネート加工、エンボス加工、熱変換はすべてウェブのオープン性と相互作用するため、パイロットロールの実行コストは拒否された出荷よりもはるかに低くなります。

これらの検査にはどれも高額な費用はかからず、これらを組み合わせることで、不織布の供給において最も一般的な議論、つまり 2 つの当事者が同じ生地を異なる番号で引用するという問題を防ぐことができます。ターゲット範囲自体が問題である場合、購入者が現在のレシピでは到達できない透過率ウィンドウを必要としている場合、修正は通常、ビーム構成、メルトブローン荷重、または接合設計の上流で行われます。それが私たちの仕事のレベルです。シングルビーム S から 5 ビーム SMMSS まで、幅 1600 ~ 4200 mm の PP スパンボンドおよびメルトブローンの完全なラインのメーカーとして、当社は、通気性を含め、顧客が保持する必要がある生地の特性を中心に生産ラインを構築しています。新しいラインを透過性重視の仕様と比較検討している場合は、次のことを歓迎します。 構成オプションについて説明する コミットする前に当社のエンジニアにご相談ください。